DE3635267A1 - OPTICAL DETECTING DEVICE FOR THREAD THICKENING, IN PARTICULAR FOR THE OPEN-END METHOD - Google Patents
OPTICAL DETECTING DEVICE FOR THREAD THICKENING, IN PARTICULAR FOR THE OPEN-END METHODInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Einrichtung zum Erfassen von Fadenverdickungen, -fehlern und -eigenschaften, die es durch das Vorsehen einer gleichmäßigen Beleuchtung eines optischen Fensters und einer wirksamen Kompensation für Verschmutzung, thermische Drift und Altern des optischen Meßkopfes sowie einer Kompensation für durch Umgebungslicht erzeugte Störungen und durch Übernahme einer Normierung von Signalen sowie einer Hybrid-Digital/Analogverarbeitung der Signale gestattet, daß außer den herkömmlichen Überprüfungen und Kontrollen des Fadens oder Garns auch labortypische Garneigenschaften, wie z. B. der Koeffizient der %-Durchmesseränderung, der auch als "VC- Koeffizient" bezeichnet wird und gleich der Standardabweichung (mittlere quadratische Abweichung) in Prozent vom Mittelwert des Garndurchmessers ist, das Spektrogramm oder die Spektralanalyse der im Garn auftretenden Unregelmäßigkeiten sowie sehr kleine im Garn auftretende, periodische Unregelmäßigkeiten (Moir´), mit hoher Auflösung und Stabilität bestimmt werden, und ist daher für die Anwendung bei Offen-End-Webereimaschinen spezifisch.The invention relates to an optical device for detecting thread thickening, defects and -properties that it provides by providing an even Illumination of an optical window and one effective compensation for pollution, thermal Drift and aging of the optical measuring head and one Compensation for interference caused by ambient light and by adopting a standardization of signals and a hybrid digital / analog processing of Signals allowed that other than the conventional checks and checks of the thread or yarn too laboratory-typical yarn properties, such as B. the coefficient the% change in diameter, also called "VC- Coefficient "is equal to and equal to the standard deviation (mean square deviation) in Percent of the mean of the yarn diameter is that Spectrogram or the spectral analysis of the in the yarn irregularities occurring as well as very small in Yarning periodic irregularities (Moir´), determined with high resolution and stability be, and is therefore for application at Open-end weaving machines specific.
Aus dem Stand der Technik sind viele Lösungen mit optischen Einrichtungen zur Erfassung von Fadenverdickungen und -fehlern bekannt, die für die Feststellung von für Kreuspulmaschinen typischen Garndefekten, wie z. B. Knotengarnen, Fadenverdickungen und/oder Durchmesserverringerungen, geeignet sind, die sich mehr oder weniger in Längsrichtung erstrecken. Die immer größer werdende Nachfrage bei den Webern nach immer besserer Qualität der Garne hat zu einer fortgesetzten Verbesserung in den Webtechniken geführt, die beim Offen-End-Verfahren zu Fehlerquoten und -werten führen, die viel geringer als die für die herkömmlichen Webereimaschinen typischen Fehlerquoten sind und zu deren Feststellung somit empfindlichere Einrichtungen zur Erfassung von Fadenfehlern, wie z. B. Fadenverdickungen, benötigt werden. Andererseits treten beim Offen-End-Verfahren weitere Defekte und Fehler auf, die für das Offen-End-Weben typisch sind, und festgestellt und ausgeschaltet werden müssen. Unter diesen Fehlern ist der charakteristische und gefürchtetste der sogenannte Moir´-Fehler, der die Qualität des Garns stark beinträchtigt, lokale Fadenverdickungen und -verdünnungen im Durchmesser erzeugt, die in einem konstanten Abstand auftreten (sie sind periodisch) und die zu störenden Maserungen bzw. Rippenbildungen führen können, selbst wenn sie eine geringe Ausdehnung haben.There are many solutions from the state of the art optical devices for the detection of thread thickening and errors known for the finding of yarn defects typical of cross winding machines, such as B. knot yarns, thread thickening and / or diameter reductions are suitable, the extend more or less in the longitudinal direction. The increasing demand from weavers The better quality of the yarn has continued Improvement in weaving techniques led in the open-end procedure for error rates and values lead that much less than that for the traditional ones Weaving machines are typical error rates and too the detection of more sensitive facilities to detect thread errors, such as. B. thread thickening, are needed. On the other hand, when Open-end procedures further defects and errors on that are typical of open-end weaving, and found and need to be turned off. Among these mistakes is the most characteristic and most feared of so-called Moir error, which the quality of the yarn severely impaired, local thread thickening and thinning produced in diameter in one constant distance occur (they are periodic) and which lead to disturbing grain or rib formation can, even if they are small.
Daher wird zur Feststellung sämtlicher dieser für das Offen-End-Verfahren typischen Defekte eine Fadenerfassungseinrichtung benötigt, die mit Auflösungs-, Präzisions- und Meßstabilitätseigenschaften ausgestattet ist, die beträchtlich höher als gemäß derzeitigem Standard sind. Diese Tatsache bringt im Grunde einen besseren Ausgleich bzw. eine gleichmäßigere Verbreitung des Lichts durch das Fenster des optischen Detektors mit sich, indem thermische Störungen, Verschmutzung und Verschlechterung wirksam ausgeglichen sowie ein Ausgleich für die Außenbeleuchtung vorgesehen werden müssen. Andererseits macht das Auffangen und Unterbrechen von Moir´-Defekten das Vorsehen eines geeigneten digitalen Filters erforderlich, das dadurch, daß es eine digitale Verarbeitung der Signale ermöglicht, nicht nur die Feststellung von Moir´-Defekten, sondern auch die Feststellung des Spektrogramms und vor allem die Feststellung des von den Webern auch als "%VC" definierten Prozentveränderungskoeffizienten erleichtern kann, der auf höchst eindeutige Weise die echte Qualität oder besser Unregelmäßigkeit des Garns charakterisiert.Therefore, to determine all of these for the Open-end procedures typical defects one Thread detection device required with resolution, Precision and measurement stability properties which is considerably higher than according to the current Are standard. This fact basically brings a better balance or a more even Diffusion of light through the window of the optical Detector with itself, by thermal disturbances, pollution and effectively compensate for deterioration as well as compensation for the external lighting Need to become. On the other hand, the catching and Interrupting Moir 'defects the provision of one suitable digital filter required, that it enables digital processing of the signals, not only the detection of Moir´ defects, but also the determination of the spectrogram and before all the finding of the weavers as well "% VC" defined percent change coefficients can facilitate that in a very clear way real quality or better irregularity of the yarn characterized.
Bei den Einrichtungen zur Erfassung von (Vor)Garneigenschaften gemäß Stand der Technik sind nun verschiedene Einrichtungen und Hilfsmittel verwendet worden, um den Meßlichtstrahl durch das Fenster gleichmäßig zu machen, z. B. das Umbiegen der Emissions-(Sende-) und Empfangsebene des Fensters, die Reflexion des Lichtstrahls an einem homogenisierenden Spiegel sowie die Korrektur der Reflexion des Spiegels durch Vorsehen von Linien und Reliefs auf diesem und das Einführen von diffusen Filtern oder -gittern; sämtliche dieser Einrichtungen führen jedoch zu einer Abnahme der Energie des Lichtstrahls, was das Signal-Störungsverhältnis (Signal/Rauschverhältnis) verschlechtert und Resultate ergibt, die, falls sie für die Fadenerfassungseinrichtungen für Kreuzspulmaschinen ausreichend sind, dies jedoch nicht für die beim Offen-End-Verfahren benötigte Genauigkeit ausreichend sind, vor allem nicht zur Bestimmung von Moir´-Defekten und des Spektrogramms.In the facilities for recording (pre) yarn properties according to the prior art there are now various Facilities and tools have been used to the measuring light beam through the window evenly make, e.g. B. bending the emissions (transmission) and Reception plane of the window, the reflection of the light beam on a homogenizing mirror as well as the Correction of the reflection of the mirror by providing Lines and reliefs on this and the introduction of diffuse filters or grids; all of these facilities however, lead to a decrease in energy of the light beam, what is the signal to noise ratio (Signal / noise ratio) deteriorates and results which, if applicable for the thread detection devices are sufficient for cheese winding machines, however, this is not the case for the open-end process required accuracy is sufficient, especially not for the determination of Moir´ defects and the spectrogram.
Ein zweiter ernstlicher Nachteil der Einrichtungen zur Erfassung von Fadeneigenschaften, insbesondere Fadenverdickungen, gemäß Stand der Technik besteht in der Änderung der Fotodiodenemission mit der Temperatur.A second serious disadvantage of the facilities for Detection of thread properties, especially thread thickening, according to the prior art Change in photodiode emission with temperature.
Auch die Fotoempfänger haben denselben Nachteil bzw. dieselbe Art von Fehler, so daß es durch eine geeignete Auswahl der Bauteile möglich ist, einen gewissen Ausgleich zu erzielen, jedoch unter der Voraussetzung, daß die beiden Elemente dieselbe Temperatur haben. The photo receivers also have the same disadvantage or the same type of error so that it is appropriate Selection of components is possible, a certain To achieve compensation, provided that the two elements are at the same temperature.
Bei den geometrischen Anordnungen gemäß Stand der Technik sind jedoch der Empfänger und der Emitter bzw. Sender stets auf entgegengesetzten Seiten angebracht, so daß die beiden Elemente aufgrund ihrer Entfernung während der dem Einschalten folgenden Wärmeübergänge oder aufgrund einer äußeren Bestrahlung unterschiedliche Temperaturen besitzen können und demzufolge beträchtliche Fehler verursachen können.In the geometric arrangements according to the prior art are however the receiver and the emitter or Transmitter always attached on opposite sides, so the two elements due to their distance during the heat transfers following switching on or different due to external radiation Can have temperatures and therefore considerable Can cause errors.
Das Ausmaß dieser Fehler kann für die von den Kreuzspulmaschinen benötigten Genauigkeiten akzeptiert werden, nicht jedoch für die Offen-End-Maschinen, bei denen die Messung von Moir´-Defekten und somit hoher Meßgenauigkeiten erforderlich sind.The extent of these errors can vary for those of Cross winding machines are required to have the required accuracy but not for the open-end machines which the measurement of Moir´ defects and thus higher Measurement accuracies are required.
Was nun die Abnahme oder Eliminierung der durch die Umgebungsbeleuchtung verursachten äußeren Störungen anbelangt, haben die herkömmlichen Einrichtungen zwei solcher Probleme, die Sättigung der Verstärker und das Vorhandensein von Änderungen in dem die Abmessung des Durchmessers bildenden Signal, nicht gelöst, die stets bei einer durch Außenbeleuchtung erzeugten Störung vorhanden sind, und zwar beide aufgrund der nicht korrekten Verwendung der Diode und eines unterschiedlichen dynamischen Ansprechens der Verstärkerkreise, wenn die Signale sehr unterschiedliche Pegel erreichen.What now is the decrease or elimination of the by the Ambient lighting caused external interference As for the conventional devices, there are two such problems, the saturation of the amplifiers and that Presence of changes in the dimension of the Diameter forming signal, not resolved that always in the event of a disturbance caused by outside lighting are present, both because of not correct use of the diode and a different one dynamic response of the amplifier circuits, when the signals reach very different levels.
Gemäß dem augenblicklichen Stand der Technik gibt es keine Einrichtungen zur Herabsetzung des Sättigungsphänomens, jedoch werden Filter eingebaut, die sich gegnüber dem Empfänger befinden und sämtliche von dem IR-Band, innerhalb von dem der Sender arbeitet, verschiedenen Wellenlängen abschwächen. According to the current state of the art, there are no facilities for reducing the saturation phenomenon, however, filters are installed that are opposite the recipient and all of the IR band within which the transmitter works attenuate different wavelengths.
Auf dem Markt gibt es keine optischen Erfassungseinrichtungen für Fadenverdickungen, die einen Lichtstrahl bzw. -streifen aufgrund von direktem oder reflektiertem Sonnenlicht widerstehen können, das in den Webraum eintritt.There are no optical detection devices on the market for thread thickening that a light beam or stripes due to direct or reflected Can withstand sunlight in the weaving room entry.
Das gesammelte und verstärkte Signal ist stets das Gesamtsignal, so daß eine Verstärkung in der ersten Verstärkerstufe, die für das modulierte Signal optimal ist, offensichtlich auch das Licht verstärkt, das sehr hohe Intensitätspegel erreichen kann. Was die offensichtliche Änderung im Garndurchmesser bei Vorhandensein von Störlicht anbelangt, soweit letzteres geringe Intensität hat, ist dies bei einem herkömmlichen Gerät nicht korrigiert worden, da es für die für die Kreuzspulmaschinen typische Genauigkeit nicht kritisch ist.The collected and amplified signal is always that Overall signal, so that a gain in the first Amplifier stage that is optimal for the modulated signal is, obviously, also amplifies the light very much can reach high intensity levels. What the obvious Change in yarn diameter if present of stray light as far as the latter is minor Intensity, this is with a conventional device has not been corrected as it is for those for the cheese winder typical accuracy is not critical.
Die herkömmlichen Einrichtungen, die völlig analog sind, was die Lösung des Problems der Kompensation für die Verschmutzung und den optischen Wirkungsgrad anbelangt, sowohl vom Gesichtspunkt der Verschlechterung als auch der thermischen Störungen her, sind höchstens mit einem Schaltungstyp versehen, bei dem sämtliche Arten der Verschlechterung, die ein langsames Ändern des Ausgangssignals bewirken, lediglich durch Ändern der Emission kompensiert werden, um den mittleren Ausgangssignalwert entsprechend dem voreingestellten Mittelwert des Garndurchmessers konstant zu halten.The traditional facilities that are completely analog are what the solution to the problem of compensation for pollution and optical efficiency concerned, both from the point of view of deterioration as well as thermal disturbances provided at most with a circuit type in which all kinds of deterioration that is slow Change the output signal just by Changing the emission can be compensated to the middle Output signal value according to the preset To keep the mean value of the yarn diameter constant.
Bei einer typischen Anordnung integriert ein Integrator mit sehr großer Zeitkonstante die Differenz zwischen dem Signal und dem gewünschten Mittelwert und sein Ausgangssignal wird als der festgesetzte Emissionspegel ausgegeben. In a typical arrangement, an integrator integrates with a very large time constant the difference between the signal and the desired mean and its output signal is called the fixed emission level spent.
Die Grenze dieser Näherung besteht darin, daß sich die Emission stets auch bei Vorhandensein von Durchmesseränderungen mit mehr oder weniger langer Periodizität ändert und daß der Kompromiß, die Kalibration der Integrationszeitkonstanten auszuführen, so daß eine ausreichende Dynamik der Kompensation für die Verschmutzung erzielt wird, zur selben Zeit nicht verhindern kann, daß das System z. B. ein Doppelgarn einfügt, das sich als langsam ändernder Durchmesser eingeführt wird.The limit of this approximation is that the Emission even when there are changes in diameter with more or less long periodicity changes and that the compromise, the calibration of the Execute integration time constants, so that a sufficient dynamic compensation for pollution is not prevented at the same time can that the system z. B. inserts a double yarn, that introduced itself as a slowly changing diameter becomes.
In jedem Fall erfolgt die Feststellung des Defekte bewirkenden Moir´-Effekts gemäß Stand der Technik nur, wenn die Spitzenwerte aufgrund der Verdickung so groß sind, daß sie als eine Knotenkette berechnet werden, nämlich als eine nicht notwendigerweise periodische Kette kleiner Fadenverdickungen.In any case, the defect is determined effecting Moir´ effect according to the state of the art only, when the peaks are so big due to the thickening are that they are calculated as a knot chain, namely as a not necessarily periodic Chain of small thread thickenings.
Diese Näherung führt zur Möglichkeit, daß das Auftreten von Moir´-Defekten nur dann abgestellt wird, wenn diese bereits gut sichtbar sind, da eine Feststellung der Periodizität der Verdünnungen und Verdickungen der Fäden unter Verwendung einfacher Systeme oder Vorrichtungen nicht möglich ist.This approximation leads to the possibility that the occurrence Moir defects are only eliminated if they are are already clearly visible as a finding of the Periodicity of thinning and thickening of the Threads using simple systems or Devices is not possible.
Bei den bekannten Lösungen ist es daher erforderlich, zum Abstellen des Moir´-Defekts entweder einen sehr engen Grenzwert für die Unregelmäßigkeit des Garns vorzusehen oder eine gewisse Unregelmäßigkeit zuzulassen, die es schon gestatten kann, durch bereits gut sichtbare Moir´-Pegel durchgehen.In the known solutions it is therefore necessary to remedy the Moir´ defect either a very narrow limit for the irregularity of the yarn to provide or to allow a certain irregularity, that can already allow, through already good go through visible moir levels.
Eine Anforderung der Weber hingegen ist, daß bei guter Trennung der beiden Messungen der Fall auftreten könnte, daß eine relativ beträchtliche Unregelmäßigkeit akzeptabel ist, jedoch nicht darauf verzichtet wird, die gerade sichtbaren Moir´-Pegel abzustellen.A requirement of the weavers, however, is that with good Separation of the two measurements the case occur could be a relatively significant irregularity is acceptable but is not waived, turn off the currently visible Moir 'levels.
Wie bereits für den Moir´-Defekt obenstehend erwähnt worden ist, führen die Analogeinrichtungen des Standes der Technik auch für die anderen charakteristischen Merkmale, die Unregelmäßigkeiten des Garns, eine Messung durch, die nur annähernd mit der präzisesten Definition der Unregelmäßigkeiten korreliert ist, die der %VC- oder Veränderungskoeffizient ist, der mathematisch durch die Standardabweichung in Prozent des Durchmessermittelwerts definiert ist.As mentioned above for the Moir defect the analog facilities of the stand of technology also for the other characteristic ones Characteristics, the irregularities of the yarn, a Measurement by that is only approximately with the most precise Definition of the irregularities is correlated the% VC or change coefficient is mathematical by the standard deviation in percent of Diameter mean is defined.
Bei den bekannten Lösungen wird die Unregelmäßigkeit nicht gemessen und dann möglicherweise mit einem Grenzwert, sondern sie wird mit den Spitzenwerten verglichen; es wird nämlich die Anzahl von Malen gezählt, die der gemessene Durchmesser einen vorher festgesetzten Wert überschreitet, und ein Anhalten aufgrund des Überschreitens einer Unregelmäßigkeit wird durchgeführt, wenn die Anzahl dieser Ereignisse einen vorher festgesetzten Wert überschreitet.In the known solutions, the irregularity not measured and then possibly with one Limit value but it will match the peak values compared; namely it becomes the number of times counted the the measured diameter one before set value, and a stop due to irregularity is exceeded, if the number of these events preceded one set value exceeds.
Diese Kalibration ist demzufolge dieselbe wie beim Moir´-Defekt, und selbst wenn sie es gestattet, das Auftreten vorbestimmter Unregelmäßigkeitspegel anzuhalten oder abzustellen, fallen diese Pegel jedoch nicht mit dem %VC-Pegel zusammen und überdies ist eine Messung des tatsächlichen %VC-Werts für das akzeptierte Garn nicht möglich, wenn dieses Anhalten nicht auftritt.This calibration is therefore the same as for the Moir defect, and even if it allows that Stop occurrence of predetermined irregularity levels or turn off, these levels do not fall together with the% VC level and moreover is one Measure the actual% VC value for the accepted Yarn not possible if this stopping is not occurs.
Das Spektrogramm oder eine Spektralanalyse der im Garn vorhandenen Unregelmäßigkeiten ist dann eine typische Funktion, die gegenwärtig mit dazu vorgesehener Laborausstattung ausgeführt wird, die derart kostspielig und kompliziert ist, daß das auf Garnproben und -abtastungen anwendbare Spektrogramm in bezug auf die tatsächliche Qualität der Gesamtproduktion nicht repräsentativ ist.The spectrogram or a spectral analysis of the in the yarn then existing irregularities is a typical one Function, currently with the intended laboratory equipment running that is so expensive and What is complicated is that on yarn samples and samples applicable spectrogram with respect to the actual quality of overall production is not is representative.
Die direkte Berechnung des Spektrogramms auf die Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung ist niemals geschehen, da der Stand der Technik analog arbeitet.The direct calculation of the spectrogram on the Thread thickening detection device is never happen because the prior art works analog.
Auch die Verfügbarkeit eines Mikroprozessors bei jeder Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtung löst dieses Problem nicht automatisch, da die außer für Speicherungen für die Berechnung von Fourier-Koeffizienten benötigte Geschwindigkeit und Kompliziertheit der Funktionen nicht mit der Struktur und den Kosten der auf dem Markt erhältlichen Mono-Chips kompatibel und für die Steuerung und Überwachung der Erfassung von Fadenverdickungen verwendbar sind.The availability of a microprocessor for everyone Thread thickening detection device solves this Problem does not automatically, since the save for save for the calculation of Fourier coefficients required speed and complexity of the Functions not with the structure and cost of compatible mono chips available on the market and for the control and monitoring of the acquisition of Thread thickening can be used.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obigen Nachteile zu beheben und somit eine neuartige optische Erfassungseinrichtung für Fadeneigenschaften und -fehler, insbesondere Fadenverdickungen, vorzusehen, die unter Ausnutzung eines 8-Bit-Monochip-Prozessors bis zu einem optimalen Ausmaß nicht nur die typischen Funktionen der Fadenverdickungs-Erfassungseinrichtungen verbessert und genauer macht, sondern auch sämtliche Funktionen der elektronischen Überwachung der Webeinheit, die zur Zeit mittels kostspieliger Laboreinrichtungen oder speziell eingebauter Einrichtungen ausgeführt werden, auf derselben Erfassungseinrichtung für Fadeneigenschaften konzentriert werden, wodurch die eben erwähnten Einrichtungen eliminiert werden können. Die hohe Empfindlichkeit des vorliegenden Systems hat es sogar nicht nur gestattet, daß ein einen voreingestellten Schwellenpegel überschreitender Moir´-Defekt sondern auch ein Vorwarnpegel festgestellt wird, wenn das Phänomen beginnt, aber noch akzeptabel ist, um die Anforderung für die Rotorreinigungswartung zu bewirken, ohne daß das Weben in der Zwischenzeit angehalten werden muß, und dies zum Zweck, die Produktivität der Webereifabrik auf ein Maximum zu bringen.The invention has for its object the above To fix disadvantages and thus a novel optical Detection device for thread properties and to provide errors, in particular thread thickening, using an 8-bit monochip processor to an optimal extent not just the typical ones Functions of the thread thickening detection devices improved and more accurate, but also all Functions of electronic monitoring of the weaving unit, currently using expensive laboratory facilities or specially installed facilities be carried out on the same detection device be concentrated for thread properties, which makes the facilities just mentioned can be eliminated. The high sensitivity of the present system has it even not only allows one to be preset Moir defect exceeding threshold level but also a warning level is found when the phenomenon begins but is still acceptable to the To effect request for rotor cleaning maintenance, without stopping weaving in the meantime must, and this for the purpose, the productivity of To bring the weaving factory to a maximum.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer optischen Erfassungseinrichtung für Fadenverdickungen und -eigenschaften mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Einrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.This task is according to the invention with an optical Detection device for thread thickening and properties solved with the features of claim 1. Advantageous further developments of this device are Subject of the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform eines praktischen Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter erläutert. Die nachfolgende Beschreibung ist nur exemplarisch und soll nicht einschränkend verstanden werden, da das beschriebene Ausführungsbeispiel im Bereich dieser Erfindung technisch und konstruktionsmäßig abgeändert werden kann. In der Zeichnung zeigen:The invention is based on a preferred Embodiment of a practical embodiment and further with reference to the drawing explained. The following description is only an example and should not be understood as restrictive, since the described embodiment in the area technically and structurally modified this invention can be. The drawing shows:
Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung für Vorgarn- bzw. Fadeneigenschaften, die einer seriellen Übertragungsleitung zugeordnet ist, mit der sämtliche anderen Fadenerfassungseinrichtungen, die Haupteinheit (Leitrechner) sowie die Elektronik zur Handhabung der Webeinheit verbunden ist; Figure 1 is a block diagram of the detection device for roving or thread properties according to the invention, which is assigned to a serial transmission line with which all other thread detection devices, the main unit (master computer) and the electronics for handling the weaving unit are connected.
Fig. 2 eine geschnittene Aufsicht auf den optischen Meßkopf der Fadenerfassungseinrichtung von Fig. 1; Fig. 2 is a sectional plan view of the optical measuring head of the thread detection device of Fig. 1;
Fig. 3 das Schaltbild einer Einheit der Fadenerfassungseinrichtung von Fig. 1, die zur Kompensation der Störungen durch Umgebungslicht und zur Signalnormierung dient; FIG. 3 shows the circuit diagram of a unit of the thread detection device from FIG. 1, which is used to compensate for the interference from ambient light and for signal normalization;
Fig. 4 ein Diagramm, das sich auf die Funktionen und Arbeitsweise der Kompensationseinheit von Fig. 3 bezieht; Fig. 4 is a diagram that relates to the functions and operation of the compensation unit of FIG. 3;
Fig. 5 ein Schaltbild der automatischen Null- Korrektureinheit der Fadenerfassungseinrichtung von Fig. 1; Fig. 5 is a circuit diagram of the automatic zero correction unit of the thread detection device of Fig. 1;
Fig. 6 ein Schaltbild der Modulationseinheit für die Fotodiodenemission der Fadenerfassungseinrichtung von Fig. 1 mit Digital/Analogwandler; FIG. 6 shows a circuit diagram of the modulation unit for the photodiode emission of the thread detection device from FIG. 1 with a digital / analog converter; FIG.
Fig. 7 ein Funktionsdiagramm der Einheit zur Detektion von Moir´-Defekten der Fadenerfassungseinrichtung von Fig. 1 Fig. 7 is a functional diagram of the unit for the detection of defects Moir' the yarn detecting device of FIG. 1
Fig. 8 und 9 Diagramme, die sich auf die Funktion der Einheit von Fig. 7 beziehen; Figures 8 and 9 are diagrams relating to the operation of the unit of Figure 7;
Fig. 10 ein Schaltbild der Einheit zur Feststellung der Unregelmäßigkeiten des %VC-Koeffizienten; Fig. 10 is a circuit diagram of the% VC coefficient irregularity detection unit;
Fig. 11 ein Schaltbild der Spektrogramm-Recheneinheit; und FIG. 11 is a diagram showing the spectrogram calculation unit; and
Fig. 12 ein Diagramm, das sich auf die Funktion der Einheit von Fig. 1 bezieht. Fig. 12 is a diagram relating to the function of the unit of Fig. 1.
Es wird im folgenden auf die Zeichnung und insbesondere
auf Fig. 1 Bezug genommen, in der die folgenden Funktions-
Grundblöcke identifiziert werden:
- ein optischer Kopf 1 zur Messung des Garndurchmessers;
- eine Einheit 2 zur Modulation der Emitterlichts, die
mit Digital/Analogwandler versehen ist;
- eine Einheit 3 zur Kompensation der Störungen durch
Umgebungslicht und zur Signalnormierung;
- eine Datenverarbeitungseinheit CPU (Zentraleinheit) 4;
- ein Zeit- bzw. Taktgeber und Sequenzengenerator 5;
- ein Analog/Digitalwandler 6;
- ein Normierblock 7 mit Widerständen für die Erfassung
von Fadenverdickungen;
- eine Schnittstelleneinheit (Interfaceeinheit) 8 zur
seriellen Leitung;
- eine Master- bzw. Haupteinheit (Leitrechner) 9;
- die Steuer- oder Leitelektronik 10 für die Webeinheit;
- eine serielle Leitung 11 für den Anschluß der anderen
Vorgarn. bzw. Fadenerfassungseinrichtungen an
die Haupteinheit;
- eine Einheit 12 zur Feststellung von Moir´-Defekten;
- eine Einheit 13 zur Feststellung von %VC-Unregelmäßigkeiten;
- eine Spektrogramm-Recheneinheit 14;
- eine Einheit 15 zur automatischen Null-Korrektur;
- eine Einheit 16 zur Steuerung bzw. Kontrolle des
Durchmessers (Zählung);
- eine Einheit 17 zur Berechnung eines Einheitsdurchmessers;
- eine Einheit 18 zur Feststellung von Fadenlauf;
- eine Einheit 19 zur Feststellung der einzelnen Defekte
mit einer gewissen Ausdehnung (kurze Defekte);
- eine Einheit 20 zur Berechnung des Wirkungsgrads;
- eine Einheit 21 zur Feststellung der Knotenkette,
d. h. der kleinen, nicht periodischen Fadenverdickungen;
- eine Einheit 22 zur Feststellung der Defekte mit
großer Länge;
- eine Einheit 23 zur Voreinstellung des mittleren
Referenzdurchmessers D m ;
- eine Adressenverarbeitungseinheit 24 für die Fadenerfassungseinrichtung.
- eine Einheit 25 zur Feststellung einer übermäßigen
Verschmutzung in der Optik des Kopfes;
- eine Einheit 26 zur Feststellung der völligen
Füllung des Konus bis zur voreingestellten Garnlänge;
- ein Impulsgenerator 27, der fest auf der Garnextraktionswalze
mit Keilen oder Stiften befestigt ist;
- ein Subtrahier-Verknüpfungsglied 60.In the following, reference is made to the drawing and in particular to FIG. 1, in which the following basic function blocks are identified:
- an optical head 1 for measuring the yarn diameter;
- A unit 2 for modulating the emitter light, which is provided with digital / analog converter;
- A unit 3 for compensating for interference from ambient light and for signal normalization;
- a data processing unit CPU (central processing unit) 4 ;
- A timer or sequence generator 5 ;
- An analog / digital converter 6 ;
- A normalization block 7 with resistors for the detection of thread thickening;
- An interface unit (interface unit) 8 for serial line;
- A master or main unit (host computer) 9 ;
- The control or control electronics 10 for the weaving unit;
- A serial line 11 for connecting the other roving. or thread detection devices to the main unit;
- A unit 12 for the detection of Moir´ defects;
a unit 13 for detecting% VC irregularities;
a spectrogram computing unit 14 ;
- A unit 15 for automatic zero correction;
- A unit 16 for controlling the diameter (counting);
a unit 17 for calculating a unit diameter;
- A unit 18 for detecting thread running;
a unit 19 for determining the individual defects with a certain extent (short defects);
a unit 20 for calculating the efficiency;
- A unit 21 for determining the knot chain, ie the small, non-periodic thread thickening;
- A unit 22 for detecting the defects of great length;
a unit 23 for presetting the average reference diameter D m ;
an address processing unit 24 for the thread detection device.
a unit 25 for detecting excessive contamination in the optics of the head;
a unit 26 for determining the complete filling of the cone up to the preset yarn length;
- A pulse generator 27 which is fixedly attached to the yarn extraction roller with wedges or pins;
a subtractor 60 .
Die Erfassungseinrichtung für Vorgarn bzw. Fadenverdickungen und -fehler (im folgenden "Erfassungseinrichtung") arbeitet wie folgt.The detection device for roving or thread thickening and error (hereinafter "detector") works as follows.
Eine Einheit 2 zur Modulation des Lichtes vom Emitter bzw. Sender 28 des optischen Kopfes 1 führt dem Emitter einen pulsierenden Strom zu, wobei die Perioden mit Beleuchtung und ohne Beleuchtung gleich sind (sie könnten auch voneinander verschieden sein) und durch den Sequenzengenerator-Zeitgeber 5 gesteuert bzw. angetrieben werden.A unit 2 for modulating the light from the emitter or transmitter 28 of the optical head 1 supplies the emitter with a pulsating current, the periods with illumination and without illumination being the same (they could also be different from one another) and by the sequence generator timer 5 are controlled or driven.
Der Emnissionsstrom 31 wird auf einen Pegel eingestellt, der durch die automatische Null-Korrektureinheit 15 bestimmt wird. Die Einheit 15 ist mit der Modulatoreinheit durch zwei Kanäle 29 und 30 verbunden, die Sätze von Impulsen übertragen, d. h. der Kanal 29 dient dazu, den Emissionspegel 31 der Emitter- bzw. Senderdiode zu erhöhen; der Kanal 30 dient dazu, ihn herabzusetzen.The emission current 31 is set to a level which is determined by the automatic zero correction unit 15 . The unit 15 is connected to the modulator unit by two channels 29 and 30 which transmit sets of pulses, ie the channel 29 serves to increase the emission level 31 of the emitter or transmitter diode; the channel 30 serves to lower it.
Das emittierte Licht wird durch ein Detektionsfenster 33, innerhalb von dem das betrachtete Garn 34 läuft, einem Fotoempfänger 32 zugeführt. The emitted light is fed through a detection window 33 , within which the yarn 34 under consideration runs, to a photo receiver 32 .
Die Menge des vom Empfänger 32 empfangenen Lichtes nimmt linear mit zunehmendem Durchmesser des Garns 34 bis zu dem größten Durchmesser zu, der mit der Größe des Fensters 33 kompatibel ist.The amount of light received by the receiver 32 increases linearly with increasing diameter of the yarn 34 to the largest diameter that is compatible with the size of the window 33 .
Der Fotoempfänger 32 ist so ausgebildet, daß er als Stromgenerator arbeitet, so daß der erzeugte Strom zum empfangenen Licht proportional ist und sich somit Stromänderungen ergeben, die zum Durchmesser des betrachteten Garns proportional sind.The photoreceiver 32 is designed so that it works as a current generator, so that the current generated is proportional to the light received and thus there are current changes which are proportional to the diameter of the yarn under consideration.
Das durch den Fotoempfänger zugeführte Signal wird verstärkte und durch die damit verknüpfte Schaltung 3 demoduliert, die auch die Normierung dieses Signals mittels eines digital gesteuerten Verstärkers mit variabler Verstärkung über die Verbindungsleitung 35 durch die Einheit 17 zur Berechnung des Einheitsdurchmessers ausführt.The signal supplied by the photoreceptor is amplified and demodulated by the circuit 3 connected to it , which also carries out the normalization of this signal by means of a digitally controlled amplifier with variable gain via the connecting line 35 through the unit 17 for calculating the unit diameter.
Das normierte und somit mit änderndem Durchmesser des Garns konstante Analogsignal, das durch die Erfassungseinrichtung verarbeitet werden soll, wird über die Verbindungsleitung 36 dem 8-Bit-Digital/Analogwandler 6 zugeführt, der es in einen 8-Bit-Digitalwert, nämlich eine Zahl aus dem Bereich von 0 bis 256, mit einer Probennahmekadenz oder -periode umwandelt, die einer vorbestimmten Garnlänge, z. B. 2,5 mm, entspricht.The normalized and thus constant with changing diameter of the yarn analog signal that is to be processed by the detection device is fed via the connecting line 36 to the 8-bit digital / analog converter 6 , which converts it into an 8-bit digital value, namely a number the range from 0 to 256, with a sampling rate or period corresponding to a predetermined yarn length, e.g. B. 2.5 mm.
Die dem gemessenen Durchmesser entsprechende Zahl wird über die Verbindungsleitung 38 dem Mikroprozessor 37 bzw. dem Subtrahier-Verknüpfungsglied 60 und der Einheit 17 zur Berechnung des Einheitsdurchmessers zugeführt. The number corresponding to the measured diameter is fed via the connecting line 38 to the microprocessor 37 or the subtractor link 60 and the unit 17 for calculating the unit diameter.
Beim ersten Arbeitsschritt der Erfassungseinrichtung wird in derselben Einheit 17, wenn der berechnete Durchmesser festgestellt wird, ein Mittelwert der auf einer vorher festgelegten Garnlänge, die in dem Bereich von 64 bis 256 m Garn liegt, gelesenen Werte berechnet.In the first step of the detection device, in the same unit 17 , when the calculated diameter is determined, an average of the values read on a predetermined yarn length, which is in the range from 64 to 256 m of yarn, is calculated.
Bei diesem Schritt ist für den mit variabler Verstärkung ausgestatteten Verstärker der Einheit 3 durch die Einheit 17 eine spezielle Konfiguration, nahe der Höchstverstärkung, gegeben, so daß die Zahl entsprechend dem Mittelwert der festgestellten Werte, abgesehen davon, daß sie in digitaler Form den Mittelwert des Einheitsdurchmessers darstellt, in ihrer Konfiguration als binäre Digitalzahl auch die Normierungsverstärkung bildet, die die Einheit 3 erhalten soll, um normierte Werte mit dem speziellen Garn zu erhalten.At this step, for the variable gain amplifier of the unit 3 by the unit 17, a specific configuration near the maximum gain is given so that the number corresponds to the average of the values found, except that it is digitally the average of the Represents unit diameter, in its configuration as a binary digital number also forms the standardization gain that unit 3 is to receive in order to obtain standardized values with the special yarn.
Der in der Einheit 17 berechnete mittlere Durchmesser wird über das serielle Leitungsinterface 8 zur Haupteinheit 9 übergeben.The average diameter calculated in the unit 17 is transferred to the main unit 9 via the serial line interface 8 .
Nach Empfang der mittleren Durchmesserwerte von sämtlichen für diesen Arbeitsgang freigegebenen Erfassungseinrichtungen berechnet die Haupteinheit 9 den Mittelwert dieser Werte und führt durch die Einheit 17 diesen Mittelwert sämtlichen Erfassungseinrichtungen wieder zu, wobei sie als eine Kontrolle dazu verwendet wird, die Konfiguration des Verstärkers der Einheit 3 mit variabler Verstärkung anzusteuern.After receiving the mean diameter values from all the detection devices released for this operation, the main unit 9 calculates the mean value of these values and feeds this mean value back through all the detection devices by means of the unit 17 , which is used as a control with the configuration of the amplifier of the unit 3 variable gain control.
Nachdem das Lernen, d. h. die Ermittlung, des mittleren Durchmessers beendet worden ist, startet die Erfassungseinrichtung, die stets arbeitet, indem sie von der Differenz des gemessenen Durchmessers ausgeht, die im Subtrahier-Verknüpfungsglied 60 in bezug auf einen den Referenzmittelwert darstellenden Wert 23 ausgeführt worden ist.After the learning, ie the determination, of the mean diameter has ended, the detection device, which always works by starting from the difference in the measured diameter, which was carried out in the subtractor logic element 60 with respect to a value 23 representing the reference mean value is.
Die Differenz, die mittels einer Digitalzahl mit Vorzeichen "+" oder "-" den Fehler relativ zum Referenzdurchmesser darstellt, wird durch den Draht, d. h. die Leitung, 90 zu den verschiedenen Funktionseinheiten zur Feststellung der Defekte und zu den für die Funktion des Systems benötigten Betriebs- und Wartungseinheiten berichtet bzw. übermittelt.The difference, which by means of a digital number with the sign "+" or "-" represents the error relative to the reference diameter, is 90 through the wire, ie the line, to the various functional units for determining the defects and to those required for the functioning of the system Operating and maintenance units reported or transmitted.
Ausgehend von den Wartungseinheiten führt die erste Einheit 18 dieser Einheiten die Feststellung des Garnlaufs durch.Starting from the maintenance units, the first unit 18 of these units carries out the detection of the yarn run.
In dieser Einheit 18 bewirken wiederholte gleiche Werte der Differenz das Aussenden eines Signals for "stationäres" oder "abwesendes" Garn, während die Schwankung und Variabilität der Differenzen bei einer Vielzahl von Proben und Abtastungen mit einem Wert, der größer als die Unsicherheiten des Wandlers 6 ist, das Signal "laufendes" Garn bestimmt.In this unit 18, repeated equal values of the difference cause a signal for "stationary" or "absent" yarn to be emitted, while the fluctuation and variability of the differences in a large number of samples and samples with a value which is greater than the uncertainties of the converter 6 the signal "running" yarn is determined.
Das "laufendes" Garn anzeigende Signal gibt über die Verbindungsleitung 39 sämtliche Fadenerfassungsfunktionen und auch die die Garnlänge berechnende Einheit 26 frei. Das Signal für "stationäres" Garn wird dazu verwendet, die Zählung der Zeit des nicht betriebsfähigen Status in der Einheit 20 freizugeben, die die Wirkungsgraddaten der Webeinheit verarbeitet.The signal indicating "running" yarn releases all the thread detection functions and also the unit 26 calculating the yarn length via the connecting line 39 . The "stationary" yarn signal is used to enable the count of the inoperable status time in the unit 20 , which processes the efficiency data of the weaving unit.
Die zweite Betriebseinheit 15 führt die Korrektur des Nullpunkts bzw. eine Null-Korrektur durch, die auf solche Störungen wie das Vorhandensein von Verschmutzung in der optischen Einheit 1, die thermische Drift des Senders 28 und des Empfängers 32 und die thermische Drift der Schaltungen 2 zur Einstellung der Emission und des Dempodulatorverstärkers der Einheit 3 folgt.The second operating unit 15 carries out the correction of the zero point or a zero correction which is based on such faults as the presence of dirt in the optical unit 1 , the thermal drift of the transmitter 28 and the receiver 32 and the thermal drift of the circuits 2 Setting of the emission and the demodulator amplifier of unit 3 follows.
Der Arbeitsmechanismus ist wie folgt:The working mechanism is as follows:
In der Einheit 15 wird eine auf eine Garnlänge von 16 bis 32 m ausgedehnte Summierung der Differenzen ausgeführt; die die Abweichung vom Referenzdurchmesser darstellen.In unit 15 , a summation of the differences is carried out over a yarn length of 16 to 32 m; which represent the deviation from the reference diameter.
Bei einer solchen großen Garnlänge sollte der Wert des Mittelwerts der obigen Differenzen Null sein, insoweit als sämtliche Unregelmäßigkeiten im wesentlichen eine viel geringere Länge besitzen, und da angenommen wird, daß der Zuführungskammzug der Webeinheiten eine sehr konstante Zählung hat.With such a large yarn length, the value of the Mean of the above differences be zero, so far than all irregularities essentially one have a much shorter length, and since it is assumed that the feed comb of the weaving units is a very has constant count.
Sollte dies bei relativ kleinen Werten entsprechend wenigen Prozenten des Mittelwerts der Abweichungen nicht der Fall sein, bedeutet dies, daß dies einem Fehler vom Gerätetyp zuzuschreiben ist, der durch die oben erwähnten Störungen bewirkt wird.Should this be appropriate for relatively small values a few percent of the mean of the deviations not be the case, it means that this is one Device type errors attributable to the disturbances mentioned above is caused.
Die Korrektur des Nullpunktfehlers wird automatich am Ende der Integration durch die Einheit 15 durchgeführt, die mittels der Verbindungsleitungen 29 und 30 den Emissionspegel des Fotoemitters 28 über die Schaltung 2 erhöht oder herabsetzt.The correction of the zero point error is carried out automatically at the end of the integration by the unit 15 , which increases or decreases the emission level of the photo emitter 28 via the circuit 2 by means of the connecting lines 29 and 30 .
Um dieses Resultat zu erzielen, wird das Ergebnis der Integrationen der Abweichungen auf 16 bis 32 m mit dem Reziprokwert der Normierungsverstärkung des durch die Einheit 17 erzeugten und zu diesem Zweck auch durch die Verbindungsleitung 35 der Einheit 15 zugeführten Signals multipliziert, und die erhaltene Zahl wird in Impulse umgewandelt, um den Emissionspegel zu erhöhen oder herabzusetzen.In order to achieve this result, the result of integrating the deviations from 16 to 32 m is multiplied by the reciprocal of the normalization gain of the signal generated by the unit 17 and for this purpose also supplied by the connecting line 35 to the unit 15 , and the number obtained converted into pulses to increase or decrease the emission level.
Die Auflösung und Präzision des Systems gestattet eine exakte Wiedergewinnung des gefundenen Fehlers durch eine somit automatische Rekalibration des Nullpunkts. Die digitale Integration über eine große Garnlänge verhindert es, daß mögliche Durchmesserschwankungen, selbst mittlerer Länge, als Nullpunktfehler angesehen werden, und somit, das ungeeignete und gefährliche Korrekturen an der Nullpunkt-Kalibration ausgeführt werden.The resolution and precision of the system allows one exact recovery of the error found an automatic recalibration of the zero point. Digital integration over a large thread length prevents possible diameter fluctuations, even of medium length, viewed as a zero point error become, and thus, the unsuitable and dangerous Corrections to the zero point calibration carried out will.
Diesbezüglich wird oberhalb eines bestimmten Prozentwerts des Mittelwerts der Abweichungen die Korrektur nicht weiter erhöht, und der Mittelwert wird über die Verbindungsleitung 40 weiter der Zählkontrolleinheit 16 zugeführt, in der er mit einem Grenzwert verglichen wird, der als die maximale zugelassene Zählabweichung definiert ist; wenn er diesen Wert überschreitet, wird von der Einheit 16 ein Signal zum Anhalten des Webens erzeugt und über die Verbindungsleitung 53 der Kontrollelektronik 10 für die Webeinheit zugeführt, was den Ruf des Operators, nämlich den Alarm, bewirkt.In this regard, the correction is not further increased above a certain percentage of the mean value of the deviations, and the mean value is further fed via the connecting line 40 to the counting control unit 16 , in which it is compared with a limit value which is defined as the maximum permitted counting deviation; if it exceeds this value, the unit 16 generates a signal to stop the weaving and feeds it via the connecting line 53 to the control electronics 10 for the weaving unit, which causes the operator to call, namely the alarm.
Die ausgeklügelte Gestaltung der beschriebenen Arbeitsgänge und Operationen und insbesondere die Verwendung des digitalen Mittels und die periodische und nicht fortgesetzte Aktualisierung des Nullpunkts sind konzipiert, um einen solchen Nachteil wie das Lernen und Übernehmen einer falschen Zählung fernzuhalten, die für Erfassungssysteme mit automatischer Nullpunkt-Rekalibration typisch ist. The sophisticated design of the operations described and operations, and particularly use of the digital means and the periodic and not continuous updating of the zero point are designed to such a disadvantage as learning and Applying a wrong count to keep out for Detection systems with automatic zero point recalibration is typical.
Bei dem offenbarten System könnte ein solches Ereignis lediglich in dem sehr unwahrscheinlichen Fall auftreten, daß die Änderung im Durchmesser graduell und alle 16 bis 32 Garnmeter gleich wenigen Prozent ist.Such an event could occur in the system disclosed only occur in the very unlikely event that the change in diameter is gradual and all 16 to 32 meters of yarn equals a few percent.
Bei jeder Probennahme wird dann der Wert der Abweichung vom gemittelten Durchmesser der Einheit 12 zugeführt, die die Kontrolle der Moir´-erzeugenden Defekte verarbeitet; diesen Verarbeitungen folgend kann ein Vorwarnsignal oder ein Webstoppsignal erzeugt werden, das der Elektronik 10 für die Führung und Steuerung der Webeinheit über Verbindungsleitungen 56 bzw. 55 zugeführt wird. Eine andere Einheit 19 verarbeitet auf der Basis der als Probe genommenen Werte der Abweichungen vom mittleren Durchmesser die Kontrolle der einzelnen Defekte mit einer bestimmten Größe. Das Ergebnis der Verarbeitung ist ein weiteres Stoppsignal, wenn die Defekte die Grenzwerte überschreiten.Each time a sample is taken, the value of the deviation from the average diameter is then fed to the unit 12 , which processes the control of the Moir-producing defects; following this processing, a pre-warning signal or a weaving stop signal can be generated, which is supplied to the electronics 10 for guiding and controlling the weaving unit via connecting lines 56 and 55, respectively. Another unit 19 processes the control of the individual defects with a certain size on the basis of the values of the deviations from the mean diameter taken as samples. The result of the processing is another stop signal when the defects exceed the limit values.
Eine weitere Einheit 21 steuert, stets mit den Probenwerten der Abweichungen vom mittleren Durchmesser her beginnen, die kleinen aperiodischen Fadenverdickungen, die auch als "Knopfketten" bezeichnet werden, wobei die Erzeugung eines Stoppsignals möglich ist.Another unit 21 controls, always starting with the sample values of the deviations from the average diameter, the small aperiodic thread thickening, which are also referred to as "button chains", it being possible to generate a stop signal.
Anschließend wird in der Einheit 13 die Standardabweichung der Probenwerte der Abweichungen vom mittleren Durchmesser berechnet, die den Grad der Garnunregelmäßigkeit darstellt, die bei den Webern als "%VC"- oder "%-Änderungskoeffizient" definiert ist.The standard deviation of the sample values of the deviations from the mean diameter is then calculated in unit 13 , which represents the degree of yarn irregularity, which the weavers define as “% VC” or “% change coefficient”.
Auch diese Einheit kann den Stopp aufgrund eines Überschreitens von Unregelmäßigkeiten erzeugen. This unit can also stop due to exceeding of irregularities.
Eine weitere Funktionseinheit 14 verarbeitet das Spektrogramm und kann ebenfalls ein Stoppsignal erzeugen, wenn der größte Amplitudenpegel des Fourier- Koeffizienten bei einer beliebigen Wellenlänge einen voreinstellbaren Wert überschreitet. Die Bedeutung des Überschreitens eines voreingestellten Werts des Spektrumpegels ist eine Anzeige für die übermäßige Unregelmäßigkeit und auch für einen Defekt vom Moir´- Typ mit einer bestimmten Größe.Another functional unit 14 processes the spectrogram and can also generate a stop signal if the greatest amplitude level of the Fourier coefficient at any wavelength exceeds a presettable value. The importance of exceeding a preset value of the spectrum level is an indication of the excessive irregularity and also of a Moir'-type defect of a certain size.
Schließlich werden durch andere Einheiten einige untergeordnete, fakultative oder Hilfsfunktionen ausgeführt, beginnend mit dem durch die oben erwähnte elektronische Schaltung erzeugten Signal.Eventually, other units optional or auxiliary functions performed, starting with the one by the electronic mentioned above Circuit generated signal.
Die erste dieser Einheiten 24 sieht die Verarbeitung der Adresse der Erfassungseinrichtung, beginnend mit der Detektion der Werte von zwei Widerständen 44 und 45 vor, die in einem sogenannten "personifizierenden Fadenerfassungsblock 7 vom Widerstandstyp" enthalten sind, der im stationären Abschnitt der Spannungsversorgung untergebracht ist, und des Verbindungsstücks 50 zur seriellen Leitung 11 für die Verbindung der Erfassungseinrichtung mit der Haupteinheit bzw. dem Leitrechner 9.The first of these units 24 provides for the processing of the detector address, starting with the detection of the values of two resistors 44 and 45 contained in a so-called "personalizing thread detection block 7 of the resistance type" housed in the stationary section of the power supply, and the connector 50 to the serial line 11 for connecting the detection device to the main unit or the master computer 9 .
Diese Werte werden gelesen und nach Umwandlung durch den Analog/Digitalwandler 6 in Zahlen zur Einheit 25 übertragen, die unter Verwendung von lediglich 4 Bits, der bedeutsamsten von jeder der zwei Zahlen, die 8-Bit- Adresse der Erfassungseinrichtung zusammensetzt (es sind somit 256 Adressen möglich). These values are read and, after conversion by the analog / digital converter 6 into numbers, are transmitted to the unit 25 which, using only 4 bits, the most significant of each of the two numbers, composes the 8-bit address of the detector (thus 256 Addresses possible).
Eine zweite Einheit 25 sieht die Detektion, d. h. Feststellung des Ausmaßes der Verschmutzung und Verschlechterung der Optik des Kopfes 1 vor.A second unit 25 provides for the detection, ie determination of the extent of the contamination and deterioration of the optics of the head 1 .
Diese Detektion wird aus der Messung des durch die Schaltung 2 erreichten Emissionspegels erhalten, der durch die Verbindungsleitung 52 zum Analog/Digitalwandler 6 übermittelt wird. Das Funktionsprinzip basiert auf der Tatsache, daß mit zunehmender Verschmutzung die Emissions erhöht werden muß, so daß von der Einheit 25 ein maximaler voreingestellter Pegel für die Emission als Grenzwert für die Anforderung verwendet wird, daß eine Reinigung durch den Operator durchgeführt werden muß (Alarm).This detection is obtained from the measurement of the emission level reached by the circuit 2 , which is transmitted through the connecting line 52 to the analog / digital converter 6 . The principle of operation is based on the fact that the emissions must be increased with increasing pollution, so that the unit 25 uses a maximum preset level for the emission as a limit value for the requirement that cleaning must be carried out by the operator (alarm). .
Das durch die Einheit 25 erzeugte Alarmsignal wird durch den Draht bzw. die Leitung 53 zur Leitelektronik 10 der Webeinheit und durch den Draht bzw. die Leitung 54 zur Interfaceeinheit 8 der Haupteinheit 9 übergeben.The alarm signal generated by the unit 25 is passed through the wire or line 53 to the control electronics 10 of the weaving unit and through the wire or line 54 to the interface unit 8 of the main unit 9 .
Eine weitere Einheit 20 führt die Berechnung des Wirkungsgrades der Webeinheit durch, indem sie mit der Addition der Zeiten der Nichtbetriebsfähigkeit der Webeinheit beginnt.Another unit 20 calculates the efficiency of the weaving unit by starting by adding the times of inoperability of the weaving unit.
Die Summe der auf einem Anhalten beruhenden Zeiten der Nichtbetriebsfähigkeit der Webeinheit wird der Leitelektronik 10 der Webeinheit über die Verbindungsleitung 55 mitgeteilt, worauf eine automatische Betätigung eines Roboterfahrzeuges folgt, das den Offen-End-Rotor reinigt und das Garn wieder zusammenfügt bzw. verbindet. Diese Summe wird getrennt von der Summe der Stillstände gebildet, die durch einen Alarm verursacht werden, der einem Ruf nach dem Operator für sämtliche Wartungsarbeiten entspricht, die nicht automatisch ausgeführt werden können.The control electronics 10 of the weaving unit are informed of the sum of the times of the inoperability of the weaving unit being inoperative via the connecting line 55 , which is followed by an automatic actuation of a robot vehicle which cleans the open-end rotor and joins or connects the yarn again. This sum is calculated separately from the sum of the downtimes caused by an alarm that corresponds to a call to the operator for all maintenance work that cannot be carried out automatically.
Diese der Haupteinheit 9 über die Interfaceeinheit 8 zur seriellen Leitung übermittelten Daten gestatten eine Berechnung des Wirkungsgrades des Fahrzeugs und des Operators sowie des Gesamtwirkungsgrades.These data, which are transmitted to the main unit 9 via the interface unit 8 for the serial line, allow a calculation of the efficiency of the vehicle and of the operator as well as of the overall efficiency.
Zu diesem Zweck wird die die Garnlänge berechnende Einheit 26 durch die Haupteinheit auf eine Meterzahl voreingestellt, die der Gesamtfüllung des Konus bzw. Behälters entspricht; nachdem auf das Entladen des vollen Konus folgend eine Rücksetzung vorgenommen worden ist, werden die Probenahmen bzw. Abtastungen gezählt, die sehr präzisen Einheitslängen des laufenden Garns entsprechen, bis die der Konusfüllung entsprechende Zahl erreicht worden ist.For this purpose, the unit 26 calculating the yarn length is preset by the main unit to a number of meters which corresponds to the total filling of the cone or container; after a reset has been carried out following the unloading of the full cone, the samples or scans are counted which correspond to very precise unit lengths of the running yarn until the number corresponding to the cone filling has been reached.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Signal "Konus entladen" erzeugt.At this point the signal "discharge cone" generated.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der Erfindung ist der optische Meßkopf 1 durch einen Block 46 aus Kunststoff oder Glas gebildet (vgl. Fig. 2), der im wesentlichen U-Form besitzt und als Führung für den Lichtstrahl 47 wirkt, der von einem an einem Ende eines Schenkels des "U" vorgesehenen Fotoemitter 28 ausgesandt wird. Der Lichtstrahl 47 wird zweimal an zwei glatten reflektierenden Oberflächen 48 und 49 reflektiert, die um 45°C geneigt angeordnet sind. Nachdem der Lichtstrahl 47 durch das optische Fenster 33 zur Detektion des Garns 34 getreten ist, wobei sich dementsprechend seine Intensität umgekehrt porportional zum Durchmesser des Garns ändert, gelangt er zum Fotoempfänger 32, der am Ende des anderen Schenkels des "U" angeordnet ist und zusammen mit dem Fotoemitter 28 in einem Block 51 aus einem Material eingebettet ist, das die Temperatur der beiden Elemente gleich halten kann.According to a preferred practical embodiment of the invention, the optical measuring head 1 is formed by a block 46 made of plastic or glass (cf. FIG. 2), which has essentially a U-shape and acts as a guide for the light beam 47 which passes from one to the other End of one leg of the "U" provided photo emitter 28 is sent. The light beam 47 is reflected twice on two smooth reflecting surfaces 48 and 49 , which are arranged inclined at 45 ° C. After the light beam 47 has passed through the optical window 33 for the detection of the yarn 34 , and accordingly its intensity changes inversely in proportion to the diameter of the yarn, it arrives at the photo receiver 32 , which is arranged at the end of the other leg of the "U" and together is embedded with the photoemitter 28 in a block 51 made of a material that can keep the temperature of the two elements the same.
Bei einem solchen Ausführungsbeispiel sind die beiden für diese Art von Teilen charakteristischen Hauptprobleme die Linearität und Homogenität der Beleuchtung des Meßfensters 33, durch das das Garn 34 hindurchtritt, und die Minimierung der auf einer Temperaturdifferenz zwischen dem Strahler bzw. Sender 28 und dem Empfänger 32 beruhenden Störungen gelöst.In such an embodiment, the two main problems characteristic of this type of parts are the linearity and homogeneity of the illumination of the measurement window 33 through which the yarn 34 passes, and the minimization of those based on a temperature difference between the radiator or transmitter 28 and the receiver 32 Problems solved.
Die Doppelreflexion gestattet es in der Tat, eine optimale Wirkung des Mischens der Lichtstrahlen und somit die Homogenisierung des Lichtstrahls zu erzielen, wobei die Homogenisierung auch durch den langen optischen Weg durch die Reflexionen der Strahlen an den Wänden des Blocks 46 verstärkt wird, was auch zur Verstärkung des Lichtstrahls entsprechend den Rändern dient, an denen die Emission schwächer ist.Indeed, the double reflection allows an optimal effect of the mixing of the light beams and thus the homogenization of the light beam to be achieved, the homogenization also being enhanced by the long optical path due to the reflections of the beams on the walls of the block 46 , which also means Serves to amplify the light beam according to the edges where the emission is weaker.
Diese Homogenisierung führt des weiteren nicht zu einer ungünstigen Beeinflussung der Wirksamkeit des Systems, da hiermit keine Verluste der Lichtenergie verbunden sind.Furthermore, this homogenization does not lead to any adversely affecting the effectiveness of the system, since this does not involve any loss of light energy are.
Andererseits bewirkt die Möglichkeit, den Sender 28 und den Empfänger 32 sehr dicht beieinander anzuordnen, daß diese stets dieselbe Temperatur besitzen, während der Block 51 gewährleistet, daß eine Temperaturveränderung auf beide Elemente 28 und 32 auf dieselbe Weise wirkt.On the other hand, the possibility of arranging the transmitter 28 and the receiver 32 very close together ensures that they always have the same temperature, while the block 51 ensures that a temperature change acts on both elements 28 and 32 in the same way.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung liefert die Einheit 3 zur Kompensation der Störungen durch Umgebungslicht und zur Signalnormierung (vgl. Fig. 3) die Demodulation des von der Empfängerdiode 32, die durch die Schaltung mit dem Verstärker verbunden ist, abgegebenen Signals, so daß der Verstärker 57 als reiner, nämlich kurzgeschlossener, Stromgenerator wirksam ist, und dies dient zu dem Zweck, die größte Linearität zwischen dem empfangenden Licht und dem Strom zu erhalten.According to a further feature of the invention, the unit 3 for compensating for interference from ambient light and for signal normalization (see FIG. 3) provides the demodulation of the signal emitted by the receiver diode 32 , which is connected by the circuit to the amplifier, so that the Amplifier 57 acts as a pure, short-circuited, current generator and this serves the purpose of maintaining the greatest linearity between the received light and the current.
Der Verlauf des empfangenden Signals ist in Fig. 4 gezeigt und durch die Kurve 58 angegeben.The course of the received signal is shown in FIG. 4 and indicated by curve 58 .
In fig. 4 stellt die stufenartige Linie 59 den pulsierenden Verlauf des Stroms dar, der der Sender-Fotodiode 28 zugeführt wird.In fig. FIG. 4 shows the step-like line 59 the pulsating course of the current that is supplied to the transmitter photodiode 28 .
Im Fotoemitter 28 sinkt die Emission periodisch auf Null ab, während der Fotoempfänger 32 ein Signal abgibt, das in den Minimumpunkten nicht den Wert Null sondern einen Pegel 61 größer als Null besitzt, der auf das Umgebungslicht zurückzuführen ist, das zu einer Störung führt, die - auch zu einem beträchtlichen Ausmaß - den Gleichstrompegel des Signals anhebt. Um zu verhindern, daß der Verstärker 57 durch diese Art der Störung gesättigt wird, ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Herabsetzen des Gleichstromsignals vorher angeordnet; die Reduktion findet dabei statt, ohne daß die dynamischen Eigenschaften des Signals herabgesetzt werden, indem von dem an den Spitzenpunkten 62 erhaltenen Wert des durch die Kurve 58 dargestellten Signals der Minimumwert 63 abgezogen wird.In the photo emitter 28 , the emission periodically drops to zero, while the photo receiver 32 emits a signal which, in the minimum points, does not have the value zero but a level 61 greater than zero, which is due to the ambient light which leads to a disturbance which - also to a considerable extent - raises the DC level of the signal. In order to prevent the amplifier 57 from being saturated by this type of interference, a device for reducing the direct current signal is arranged in advance according to the invention; the reduction takes place without the dynamic properties of the signal being reduced by subtracting the minimum value 63 from the value of the signal represented by curve 58 obtained at the peak points 62 .
Die Vorrichtung besteht darin, das Signal 58 in seinen Minimumpunkten 63 durch das Gatter 64 und den Kondensator 65 auf Befehl durch den Zeitgeber und Frequenzgenerator 5 abzutasten, der durch die Leitung 125 auf das Gatter 64 wirkt.The device is to sample signal 58 at its minimum points 63 through gate 64 and capacitor 65 upon command from the timer and frequency generator 5 which acts on gate 64 through line 125 .
Dieses Signal wird in positiver Rückkoppelung an den Verstärker 57 als konstanter Pegel 61 abgegeben, was dazu führt, daß das Signal vom Verstärker 57 nach unten verschoben wird (vgl. Kurve 66 in Fig. 4), wodurch eine Sättigung vermieden wird.This signal is given in positive feedback to the amplifier 57 as a constant level 61 , which leads to the signal from the amplifier 57 being shifted downward (cf. curve 66 in FIG. 4), as a result of which saturation is avoided.
Durch den Kondensator 67 wird das völlig von der Rest- Gleichstromkomponente 69 befreite Signal durch die Diode 68 ganz über Null angehoben, so daß das durch das Gatter 70 und den Kondensator 71 gebildete System Signale abtasten kann, die stets einen Wert größer als Null besitzen.Capacitor 67 raises the signal completely freed of the residual direct current component 69 through diode 68 to above zero, so that the system formed by gate 70 and capacitor 71 can sample signals which always have a value greater than zero.
Diese Abtasteinrichtung nimmt das Signal stets am Höchstpegel 62 auf Befehl durch den über die Verbindungsleitung 126 wirkenden Zeitgeber und Frequenzgenerator 5 ab, während der Verstärker 72 es verstärkt, wobei ein durch die Umgebungslichtstörung bewirkter typischer Fehler des Signals durch eine Eigenschaft des erfindungsgemäßen Schaltungsmechanismus korrigiert wird.This sampling device always takes the signal at the maximum level 62 on command from the timer and frequency generator 5 acting via the connecting line 126 , while the amplifier 72 amplifies it, a typical error of the signal caused by the ambient light disturbance being corrected by a characteristic of the circuit mechanism according to the invention.
Der Fehler tritt systematisch als offensichtliche Nichtlinearität der Fotoempfängerdiode 32 auf, beruht jedoch tatsächlich auf den dynamischen Eigenschaften der Schaltungsverarbeitung des Signals und bringt eine Erhöhung der Modulation und des Signals mit sich, die einer Abnahme im festgestellten Garndurchmesser entsprechen, wenn die Intensität des störenden Umgebungslichts zunimmt. Die Eliminierung dieses Fehlers ist dadurch erhalten worden, daß im Knotenpunkt 73 zum Eingangssignal zum Verstärker 72 entsprechend der Kalibration des Potentiometers 74 ein Bruchteil der im Kondensator 65 abgetasteten Spannung addiert wird, die einen Bruchteil des Pegels des Störsignals durch Umgebungslicht darstellt.The error occurs systematically as the apparent non-linearity of the photodetector diode 32 , but in fact relies on the dynamic properties of the circuit processing of the signal and involves an increase in the modulation and the signal which correspond to a decrease in the detected yarn diameter as the intensity of the disturbing ambient light increases . The elimination of this error has been obtained by adding a fraction of the voltage sensed in the capacitor 65 at node 73 to the input signal to the amplifier 72 according to the calibration of the potentiometer 74 , which represents a fraction of the level of the interference signal by ambient light.
Der optimale Wert für diese Kalibration wird erhalten, indem die Erfassungseinrichtung unterschiedlichen Pegeln von Störlicht ausgesetzt wird und mittels der Korrekturen an der Potentiometereinheit 74 die Änderungen im Ausgangssignal vom Verstärker 72 auf ein Minimum herabgesetzt werden.The optimum value for this calibration is obtained by exposing the detection device to different levels of stray light and by means of the corrections on the potentiometer unit 74, the changes in the output signal from the amplifier 72 are minimized.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, wird das Ausgangssignal vom Verstärker 72 an einen weiteren invertierenden Verstärker 75 abgegeben, der mit Widerständen 76 versehen ist, die für den Parallelanschluß am Rückkopplungseingang geeignet sind, um die Verstärkung des Verstärkers zu erhöhen.As shown in Fig. 3, the output signal from amplifier 72 is provided to another inverting amplifier 75 which is provided with resistors 76 which are suitable for parallel connection at the feedback input in order to increase the gain of the amplifier.
Die Widerstände 76 werden mittels der Gatter 77 eingefügt, denen wiederum über die Verbindungsleitung 35 durch die Einheit 17 Befehle gegeben werden, wobei die Einheit 17 in Digitaldarstellung die Verstärkung des Verstärkers 75 gemäß der Kombination der eingefügten Widerstände darstellen kann.The resistors 76 are inserted by means of the gates 77 , which in turn are given commands by the unit 17 via the connecting line 35 , the unit 17 in digital representation being able to represent the amplification of the amplifier 75 in accordance with the combination of the inserted resistors.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung stehen die Werte der Widerstände 76 durch Werteverdoppelung miteinander in Beziehung, wodurch eine Zweierpotenzreihe mit dem Ergebnis erzielt wird, daß der Reziprokwert der Verstärkung dieses Verstärkers linear proportional zur Binärzahl ist, die der Konfiguration der eingefügten Widerstände entspricht. Mit dieser Eigenschaft liefert der Verstärker 75 ein Ausgangssignal, das den gemessenen Garndurchmesser darstellt, konstant bezüglich des voreingestellten Einheitsdurchmessrs, da er in der Tat eine Division des Eingangssignals durch eine zum Kalibrations- Einheitsdurchmesser proportionale Zahl ausführt.In accordance with a feature of the invention, the values of resistors 76 are related by doubling the values, resulting in a power of two series with the result that the reciprocal of the gain of this amplifier is linearly proportional to the binary number corresponding to the configuration of the inserted resistors. With this characteristic, the amplifier 75 provides an output signal representing the measured yarn diameter, constant with respect to the preset unit diameter, since it actually divides the input signal by a number proportional to the calibration unit diameter.
Durch Voreinstellung der Widerstände 76 gemäß einer zum Kalibrations-Einheitsdurchmesser der Erfassungseinrichtung proportionalen Zahl wird somit ein Signal erhalten, das stets den %-Wert des gemessenen Durchmessers in bezug auf den Kalibrationsdurchmesser darstellt und somit ein normiertes Signal ist.By presetting the resistors 76 according to a number proportional to the calibration unit diameter of the detection device, a signal is thus obtained which always represents the% value of the measured diameter in relation to the calibration diameter and is therefore a standardized signal.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Referenzspannung des Verstärkers 75 auf einen von Null verschiedenen Wert eingestellt, so daß das Ausgangssignal nicht Null ist, wenn der gemessene Durchmesser auf Null gesetzt ist, was der Abwesenheit von Garn entspricht.According to another feature of the invention, the reference voltage of amplifier 75 is set to a non-zero value so that the output signal is not zero when the measured diameter is set to zero, which corresponds to the absence of yarn.
Wenn dieses Signal daher Null ist, was auch als "lebende Null" bezeichnet wird, stellt das Signal negative Durchmesser dar, deren physikalische Bedeutung lediglich eine Schaltungsfehlkalibrierung sein kann, die auf diese Weise festgestellt werden kann.So if this signal is zero, what as "living zero" is designated, the signal represents negative Diameter represents their physical meaning can only be a circuit fault calibration, that can be determined in this way.
Das Signal wird über die Verbindungsleitung 36 an den Analog/Digitalwandler 6 abgegeben, der es periodisch in eine Zahl umwandelt, die aufgrund der Normierung entsprechend einem Fehlen von Garn und wenn ein Garn mit einem Durchmesser exakt gleich dem Kalibrations- Einheitsdurchmesser eingefügt wird, zwei ganz präzise Werte annimmt. Im Subtrahier-Verknüpfungsglied 60 wird vom Eingangssignal ein festgesetzter Wert 23 subtrahiert, der gleich der dem Einheitsdurchmesser entsprechenden Zahl ist, so daß am Ausgang des Verknüpfungsglieds ein abgetasteter Wert für die Abweichung des gemessenen Durchmessers vom Einheitsdurchmesser zur Verfügung steht.The signal is output via the connecting line 36 to the analog / digital converter 6 , which periodically converts it to a number which, due to the normalization corresponding to a lack of yarn and if a yarn with a diameter exactly equal to the calibration unit diameter is inserted, two whole takes precise values. In the subtractor 60 , a fixed value 23 is subtracted from the input signal, which is equal to the number corresponding to the unit diameter, so that a sampled value is available at the output of the link for the deviation of the measured diameter from the unit diameter.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird durch eine Einheit 15 zur automatischen Nullpunktkorrektur die Korrektur der Kalibration des Nullpunkts vorgesehen um zu bewirken, daß die Abweichung auf den mittleren Garndurchmesser bezogen werden kann.According to a further feature of the invention, the correction of the calibration of the zero point is provided by a unit 15 for automatic zero point correction in order to cause the deviation to be related to the mean yarn diameter.
In dem in Fig. 5 dargestellten Schaltbild ist die Verarbeitung der Signale von der Einheit für die automatische Korrektur des Nullpunktwerts gezeigt. Hierbei ist das Eingangssignal der abgetastete Wert der Abweichung und der Wert des Reziprokwerts der im Verstärker 75 voreingestellten Verstärkung, und als Ausgangssignal liegen zwei Signale vor, von denen eines, das Signal 29, zur Erhöhung, und das andere, das Signal 30, zur Herabsetzung des Strompegels des Senders 28 des optischen Kopfes 1 dient.The circuit diagram shown in FIG. 5 shows the processing of the signals from the unit for the automatic correction of the zero point value. Here, the input signal is the sampled value of the deviation and the value of the reciprocal of the gain preset in the amplifier 75 , and the output signal is two signals, one of which, the signal 29 , for increasing, and the other, the signal 30 , for reducing the current level of the transmitter 28 of the optical head 1 is used.
Die Korrektur des Nullpunkts erfolgt somit durch Korrektur des Pegels der Lichtemissions.The zero point is thus corrected by Correction of the level of light emission.
Diese Korrektur wird durch die Möglichkeit der Ansammlung von Schmutz im optischen Fenster 33 des Meßkopfes, durch Alterung des das ausgesandte Licht führenden Kunststoffmaterials, die Verschlechterung und thermische Driften des Senders 28 und des Empfängers 32, abgesehen von den thermischen Driften der in der Einheit 3 zur Kompensation der Störung durch Umgebungslicht und in der Einheit 2 für die Modulation des Lichts vom Sender, erforderlich gemacht. This correction is made possible by the possibility of dirt accumulating in the optical window 33 of the measuring head, by aging of the plastic material carrying the emitted light, the deterioration and thermal drifts of the transmitter 28 and the receiver 32 , apart from the thermal drifts in the unit 3 Compensation for the interference caused by ambient light and in unit 2 for modulating the light from the transmitter.
Der Mechanismus der automatischen Kalibration des Nullpunkts basiert auf der Null-Einstellung des Eingangssignals zur Einheit 15 durch eine Wirkungsweise in der Art einer Integration.The mechanism of the automatic calibration of the zero point is based on the zero setting of the input signal to the unit 15 by an operation in the manner of an integration.
Es ist eine charakteristische Eigenschaft der Erfindung, daß die Integration digital an den abgetasteten Werten der Abweichungen mittels eines Zählers 78 für eine Anzahl von Proben ausgeführt wird, die einer sehr großen Garnanlage äquivalent ist (z. B. 16-32 m), so daß sie nicht durch den erhaltenen Endwert beeinflußt ist, der den Mittelwert der von Durchmesseränderungen im Bereich kurzer und mittellanger Längen auftritt. Des weiteren werden bei der Emission als Folge der Integration keine Korrekturen ausgeführt, sondern nach Beendigung der Integration und nur folgend auf eine Kontrolle ausgeführt, die zu dem Zweck dient zu verhindern, daß die Korrektur des Nullpunkts die Feststellung einer tatsächlichen Änderung im mittleren Durchmesser aufgrund eines Zählfehlers verhindert.It is a characteristic feature of the invention that the integration is carried out digitally on the sampled values of the deviations by means of a counter 78 for a number of samples which is equivalent to a very large yarn plant (e.g. 16-32 m) so that it is not influenced by the final value obtained, which is the mean value of changes in diameter in the range of short and medium lengths. Furthermore, no corrections are made to the emission as a result of the integration, but are carried out after completion of the integration and only following a check which serves the purpose of preventing the correction of the zero point from detecting an actual change in the mean diameter due to a Counting error prevented.
Zu diesem Zweck wird das Ergebnis der durch den Zähler 78 ausgeführten Additionen mit einem vorher festgelegten Grenzwert verglichen, und nur in dem Fall, daß dieser Grenzwert nicht überschritten wird, wird die Übertragung durch das Gatter 80 für den Wert der mittleren Abweichung zum Multiplizierer 81 freigegeben, wo dieser Wert mit dem Reziprokwert der Verstärkung des Verstärkers 75 multipliziert wird.For this purpose, the result of the additions made by the counter 78 is compared with a predetermined limit, and only in the event that this limit is not exceeded, the transfer by the gate 80 for the value of the mean deviation to the multiplier 81 is enabled where this value is multiplied by the reciprocal of the gain of amplifier 75 .
Der obige Grenzwert dient dazu, die kleinen Abweichungen vom Mittelwert der abgetasteten Abweichungen, die auf die obigen Störungen, wie z. B. Verschmutzung, zurückzuführen sind, von den Abweichungen zu diskriminieren, die demgegenüber auf Zählfehler zurückzuführen sind.The above limit serves the small deviations the mean of the sampled deviations, the on the above disorders, such as. B. pollution, to discriminate from the deviations, which, on the other hand, are due to counting errors are.
Nur im Fall der ersten Art der Abweichungen wird die Korrektur ausgeführt, die präzise erhalten wird, um die exakte Null-Einstellung der Abweichung zu erhalten, indem die mittlere Abweichung mit dem Reziprokwert der Verstärkung des Verstärkers 17 multipliziert wird, um die Korrektur absolut oder vollständig zu machen, indem von einem Abweichungswert ausgegangen wird, der hingegen normiert ist.Only in the case of the first type of deviations is the correction carried out, which is obtained precisely in order to obtain the exact zero setting of the deviation, by multiplying the mean deviation by the reciprocal value of the gain of the amplifier 17 in order to make the correction absolute or complete to be made by starting from a deviation value that is normalized.
Der numerische Wert des Ergebnisses der Multiplikation wird durch den Vorzeichendiskriminator 82 in einen Satz von Impulsen auf zwei Kanälen 29 und 30 als Funktion des Vorzeichens des Mittelwerts der Abweichungen umgewandelt.The numerical value of the result of the multiplication is converted by the sign discriminator 82 into a set of pulses on two channels 29 and 30 as a function of the sign of the mean of the deviations.
Der Mittelwert der Abweichungen wird auch durch die Verbindungsleitung 40 zur Einheit für die Durchmesser (Zähl)Kontrolle übermittelt, wo es mit einem durch den Operator kalibrierbaren Grenzwert verglichen wird, um ein Alarmsignal zu erzeugen, das von einem Fehler in der Zählung abgeleitet wird; dieser Mittelwert wird auch über die Leitung 40 zur Einheit 13 zur Feststellung der %VC-Unregelmäßigkeiten übermittelt, wo er dazu verwandt wird, die Berechnung des Veränderungskoeffizienten (%VC) genauer zu machen.The mean of the deviations is also communicated through connection line 40 to the diameter (count) control unit where it is compared to an operator calibratable limit to generate an alarm signal derived from an error in the count; this average is also transmitted over line 40 to the% VC irregularity detection unit 13 where it is used to make the calculation of the coefficient of change (% VC) more accurate.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wandelt eine Modulatoreinheit 2 für die Fotodiodenemission mit einem Digital/Analogwandler den Satz von Impulsen in einen Analogspannungspegel um, dem ein bestimmter Pegel des an den Sender 28 abgegebenen Stroms entspricht (vgl. Fig. 6). Die Funktion des Digital/Analogwandlers wird durch die zum Verstärker 83 führende Integratorschaltung mit einer Erhöhung oder Herabsetzung im Ausgangspegel ausgeführt, die entsprechend durch das Gatter 84 und durch das Gatter 85 bewirkt werden, die durch die Kanäle 29 und 30 angesteuert werden. Der Mittel- oder Zentralpunkt der Gatter 84, 85 ist an den obigen Integrator angeschlossen, dessen Referenz wiederum in einer Mittelspannung zwischen den an die Gatter 84 und 85 angelegten Spannungen verankert ist.According to a further feature of the invention, a modulator unit 2 for photodiode emission with a digital / analog converter converts the set of pulses into an analog voltage level, which corresponds to a specific level of the current delivered to the transmitter 28 (cf. FIG. 6). The function of the digital / analog converter is carried out by the integrator circuit leading to the amplifier 83 with an increase or decrease in the output level, which are effected accordingly by the gate 84 and by the gate 85 , which are controlled by the channels 29 and 30 . The central or central point of the gates 84, 85 is connected to the above integrator, whose reference is in turn anchored in a medium voltage between the voltages applied to the gates 84 and 85 .
Die durch diesen Wandler erzielte hohe Auflösung ist durch die große Veränderungsmöglichkeit in der durch die Einheiten 15 berechneten Anzahl von Impulsen erforderlich gemacht worden, um eine exakte Wiedergewinnung des Nullpunktfehlers zu erhalten.The high resolution achieved by this converter has been made necessary by the large possibility of changing the number of pulses calculated by the units 15 in order to obtain an exact recovery of the zero point error.
Das Ergebnis dieser Umwandlung wird mittels der Verbindungsleitung 52 zum Analog/Digitalwandler 6 abgegeben, um gemäß einem Merkmal der Erfindung eine mögliche Verschmutzungsüberschreitung auf der Optik 1 zu überwachen, die durch die Einheiten 25 für die Feststellung der Verschmutzungsüberschreitung auf der Kopfoptik festgestellt wird, wobei ein die Wartung durch den Operator anforderndes Alarmsignal erzeugt wird.The result of this conversion is output by means of the connecting line 52 to the analog / digital converter 6 in order to monitor, according to a feature of the invention, a possible excess contamination on the optics 1 , which is determined by the units 25 for determining the excess contamination on the head optics, a the maintenance is generated by the operator requesting alarm signal.
Um den Eingriffsbereich des Digital/Analogwandlers zur Erfassung sehr hoher Schmutzpegel zu erweitern, ist erfindungsgemäß am einen Eingangsknotenpunkt 86 zum Verstärker 88, der den an den Fotoemitter 28 abgegebenen Strom reguliert, ein Satz von Widerständen 87 angeschlossen worden, die mit so vielen logischen Ausgängen der Datenverarbeitungseinheit (CPU) 4 verbunden sind, die ein Hochschieben des Regulierungssignals für die Stromemission gestatten, abhängig davon, wie viele Widerstände eingesetzt worden sind.In order to expand the range of intervention of the digital / analog converter for detecting very high dirt levels, a set of resistors 87 has been connected to an input node 86 to the amplifier 88 , which regulates the current delivered to the photoemitter 28 , which has so many logic outputs Data processing unit (CPU) 4 are connected, which allow the regulation signal for the current emission to be pushed up, depending on how many resistors have been used.
Durch sequentielles Ein- und Ausschalten der Fotoemitterdiode 28, die über die Verbindungsleitung 61 und das Gatter 89 durch die Einheit 5 angesteuert ist, wird die Modulation des Lichts durch die Schaltung 3 erhalten, die es gestattet, die Wirkungen der Störung durch Umgebungslicht auszuschalten.By sequentially turning on and off the photo emitter diode 28 , which is driven by the unit 5 via the connecting line 61 and the gate 89 , the modulation of the light by the circuit 3 is obtained, which makes it possible to eliminate the effects of the interference from ambient light.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Einheit 12 zur Detektion der Moir´-Fehler gemäß dem Blockdiagramm von Fig. 7 aufgebaut.According to another feature of the invention, the unit 12 for detecting the Moir 'errors is constructed in accordance with the block diagram of FIG. 7.
In der Schaltung ist das Eingangssignal durch die von der Verbindungsleitung 90 erhaltenen abgetasteten Werte der Abweichungen vom mittleren Durchmesser gebildet.In the circuit, the input signal is formed by the sampled values of the deviations from the mean diameter obtained from the connecting line 90 .
Die abgetasteten Werte werden in einer bestimmten Anzahl von integrierenden Zählern 91 entsprechend einer Sequenz addiert oder subtrahiert, wobei die Zähler über die Verbindungsleitungen 94 des Datenzuordners 95 angesteuert werden, der periodisch als erstes ein Subtrahieren von Z sequentiellen abgetasteten Werten und dann die Summation weiterer Z aufeinanderfolgender abgetasteter Werte und dann eine Wartezeit ohne das Ausführen von Operationen während einer solchen Anzahl von Abtastungen vorsieht, als Neustart des Subtraktionszyklus nach Vorbeilauf einer Garnlänge entsprechend einer Rotorumdrehung, nämlich gleich, aber nicht notwendigerweise gleich der Abwicklung des Innendurchmessers desselben Rotors.The sampled values are added or subtracted in a certain number of integrating counters 91 according to a sequence, the counters being controlled via the connecting lines 94 of the data allocator 95 , which periodically first subtracts Z sequential sampled values and then the summation of further Z in succession scanned values and then provides a waiting time without performing operations during such a number of scans as restarting the subtraction cycle after passing a yarn length corresponding to one rotor revolution, namely, but not necessarily equal to the settlement of the inner diameter of the same rotor.
Bei jedem Integrator 91 beginnt die Sequenz außer Phase in bezug auf die vorherige Sequenz von Z Proben bzw. Abtastungen, und die Anzahl der Integratoren wird auf der Basis der Anzahl von Probennahmen Z pro Schritt und der Abwicklung des Durchmessers des Rotors bestimmt, um nicht irgendeine Probennahme zu verlieren und somit die gesamte Garnlänge zu kontrollieren.At each integrator 91 , the sequence begins out of phase with respect to the previous sequence of Z samples, and the number of integrators is determined based on the number of samples Z per step and the development of the diameter of the rotor, not any Losing sampling and checking the entire length of the yarn.
Diese Sequenz wird für eine Garnlänge entsprechend einigen Metern wiederholt.This sequence is corresponding for a yarn length repeated a few meters.
Am Ende der Sequenz wird das Ausgangssignal von jedem Zähler auf zwei Komparator-Verknüpfungsglieder 92 und 93 gegeben, wo es jeweils mit einem Schwellenwert für eine Moir´-Vorwarnung entsprechend einem nicht akzeptablen Pegel 95 von Moir´-Fehlern verglichen wird.At the end of the sequence, the output from each counter is given to two comparator gates 92 and 93 where it is compared to a Moir pre-warning threshold corresponding to an unacceptable level 95 of Moir errors.
Im Fall, daß einer dieser Schwellenwerte überschritten wird, wird jeweils ein Signal zur Moir´-Vorwarnung über die Verbindungsleitung 56 oder zum Anhalten der Maschine über die Verbindungsleitung 55 erzeugt, das zur Leitelektronik 10 für die Webeinheit gesandt wird.In the event that one of these threshold values is exceeded, in each case a signal for Moir 'pre-warning is generated via the connecting line 56 or for stopping the machine via the connecting line 55 , which is sent to the control electronics 10 for the weaving unit.
Die durch die Schaltung von Fig. 7 ausgeführte Funktion gestattet als Erläuterung eine Definition der Schaltung als "Digitalfilter", was aus der Diskretisierung der Gleichung zur Berechnung der Fourier-Koeffizienten hervorgeht.The function performed by the circuit of Fig. 7 allows the circuit to be defined as a "digital filter" by explanation, which is evident from the discretization of the equation for calculating the Fourier coefficients.
Der Fourier-Koeffizient kann mit angenäherten, aber für den Zweck der vorliegenden Geräteausstattung ausreichenden Resultaten berechnet werden, indem die Gleichung (I) diskretisiert wird, nämlich indem den Integrationsdifferentialen dx Fertigwerte Δ x zugeordnet werden, die im vorliegenden Fall gleich λ/2 gemacht werden, wobei in der Gleichung (I) λ eine bekannte Wellenlänge, deren Inhalt als Amplitude in einem Signal f(x), wie z. B. der Kurve 97 in Fig. 8, die die "Durchmesser"- Funktion des geprüften Garns darstellt, als Koeffizient a λ gesucht wird.The Fourier coefficient can be calculated with approximate results that are sufficient for the purpose of the present equipment by using equation (I) is discretized, namely by assigning the integration differentials dx finished values Δ x , which in the present case are made equal to λ / 2, wherein in the equation (I) λ a known wavelength, the content of which as an amplitude in a signal f ( x ), such as e.g. B. curve 97 in FIG. 8, which represents the "diameter" function of the tested yarn, is sought as coefficient a λ .
Auf diese Weise kann, wie in Fig. 8 in der Kurve 98 veranschaulicht ist, der Term die Werte "-1" oder "+1" annehmen, und das Integral wird in dem Fall, daß die Funktion f(x) eine Abtastfunktion für jede Garnlänge gleich ist, die Summierung der Proben 108 mit Vorzeichen "-" oder dem Vorzeichen "+" (vgl. die stufenförmige Linie 99), die alle λ/Z Garnlängen oder Z-Proben berechnet wird.In this way, as illustrated in curve 98 in FIG. 8, the term take the values "-1" or "+1", and the integral becomes the same in the case that the function f ( x ) is a sampling function for each yarn length is the summation of the samples 108 with the sign "-" or the sign "+" (cf. the step-shaped line 99 ), which is calculated every λ / Z yarn lengths or Z samples.
Die diskretisierte Berechnungsgleichung nimmt somit gemäß einem Merkmal der Erfindung die folgende Form an: According to a feature of the invention, the discretized calculation equation thus takes the following form:
Ausgehend von der Beobachtung, daß bei der Bildung des Moir´-Fehlers (Fig. 9) ein Schmutzklumpen im Rotor der Offen-End-Maschine eine kleine Verdünnung 103 im Garn 100 bewirkt, ist dann eine lokalisierte Fadenverdickung 102 sehr klein, deren harmonischer Inhalt (Kurve 101) auf eine Wellenlänge λ = πD bezogen ist, wobei D der Durchmesser des Rotors der Offen-End-Maschine ist, wie durch den kleinen Wert des Verhältnisses zwischen den Flächen entsprechend den Abschnitten der obigen Abschnitte 102 und 103 in bezug auf die Flächen 104 und 105 offensichtlich ist. Um die Feststellung zu erzielen, ist gemäß einem Merkmal der Erfindung die Vorrichtung zur Ausführung der Integration der Signale über kurze Zeitperioden (stufenartige Linie 106) entsprechend 2Z Proben verwendet worden, wobei die Integration eine Unterbrechungseinrichtung für eine bestimmte Zeitperiode ist und mit Periodizität wieder gestartet wird, wobei das ganze n mal wiederholt wird.Based on the observation that when the Moir´ error is formed ( FIG. 9), a lump of dirt in the rotor of the open-end machine causes a small thinning 103 in the yarn 100 , a localized thread thickening 102 is then very small, the harmonic content of which (Curve 101 ) is related to a wavelength λ = π D , where D is the diameter of the rotor of the open-end machine, as indicated by the small value of the ratio between the areas corresponding to the sections of sections 102 and 103 above surfaces 104 and 105 is evident. In order to achieve the determination, according to a feature of the invention, the device for carrying out the integration of the signals over short time periods (step-like line 106 ) corresponding to 2 Z samples has been used, the integration being an interruption device for a specific time period and restarted with periodicity being repeated n times.
Wenn der Defekt bzw. Fehler vollständig in Phase mit diesem Filter auftritt und die Anzahl n groß genug, üblicherweise 16 mal, ist, ist das Ergebnis hochempfindlich und es können mit ihm Fehler in ihrem Anfangsstadium festgestellt werden.If the defect occurs completely in phase with this filter and the number n is large enough, usually 16 times, the result is highly sensitive and it can be used to detect errors in their initial stage.
Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Lösung des Phasenproblems anzugeben. Indem im Digitalmodus gearbeitet wird, wird erzielt, daß eine Anzahl von Integratoren parallel arbeiten, die sämtlich in bezug aufeinander um Z′ Abtastperioden außer Phase sind, um die gesamte Wellenlänge λ = πD abzudecken.The invention is also based on the object of specifying a method for solving the phase problem. By working in digital mode, it is achieved that a number of integrators work in parallel, all of which are out of phase with respect to one another by Z ′ sampling periods in order to cover the entire wavelength λ = π D.
Jeder dieser Integratoren führt die Operation der Formel (II) aus und derjenige, der das höchste Ergebnis liefert, legt fest, daß (a) dieses der Integrator in Phase ist und (b) das erhaltene Ergebnis die annähernde Amplitude des Defekts darstellt. Each of these integrators performs the operation of the Formula (II) out and the one who gets the highest result provides that (a) this is the integrator in Phase and (b) the result obtained is approximate Represents amplitude of the defect.
Das erhaltene Ergebnis a λ max wird mit zwei Schwellenwerten verglichen, die den höheren nicht akzeptablen Moir´-Pegel, der ein Anhalten des Webens erforderlich macht, und den niedrigeren akzeptablen Moir´-Pegel darstellen, der bereits feststellbar ist, so daß ein Fortsetzen des Webens möglich ist, aber ein Reinigen des Rotors bei der ersten für diesen Zweck beabsichtigten Verstellung der Einheit vorgesehen ist.The result a λ max obtained is compared with two threshold values, which represent the higher unacceptable Moir´ level, which requires weaving to be stopped, and the lower acceptable Moir´ level, which can already be determined, so that the continuation of the Weaving is possible, but a cleaning of the rotor is provided in the first intended adjustment of the unit.
Es ist ein charakteristisches Merkmal der Erfindung, daß dieser zweite als "Moir´-Vorwarnung" bezeichnete Schwellenwert und das gesamte entwickelte Verfahren zur Erzielung von Ergebnissen vorliegen, die präzise genug sind, um den zweiten Schwellenwert zu rechtfertigen.It is a characteristic feature of the invention that this second referred to as a "moir" warning Threshold and the entire process developed for Get results that are precise enough are to justify the second threshold.
Eine bessere Näherung der Berechnung der Amplitude des Defekts würde das Vorhaben erforderlich machen, das indessen in der Einheit 14 zur Feststellung des Spektrogramms gefordert wird und darin besteht, das Arbeiten eines zweiten einem jeden der bereits erwähnten Integratoren zugeordneten Integrators außer Phase von Z′/2 Probennahmen (vgl. Welle 109 in Fig. 9) zu bewirken und den Term entsprechend der Amplitudengröße der beiden Koeffizienten a λ und b λ zu berechnen, die von den beiden Integratoren erhalten worden sind, die Probennahmen um 90°C außer Phase ausführen und somit auf Sinus und Cosinus entsprechend Fourier Bezug nehmen und die die exakte Amplitude des Defekts unabhängig von dessen Phase in bezug auf die der Integratoren liefern würden. A better approximation of the calculation of the amplitude of the defect would require the project, which is however required in the unit 14 for determining the spectrogram and consists in the work of a second integrator associated with each of the integrators already mentioned out of phase from Z ′ / 2 Sampling (see wave 109 in Fig. 9) and the term to be calculated according to the amplitude magnitude of the two coefficients a λ and b λ , which have been obtained from the two integrators, carry out the sampling by 90 ° C out of phase and thus refer to Fourier sine and cosine and which independently determine the exact amplitude of the defect from its phase in relation to that of the integrators would deliver.
Für den Moir´-Defekt ist diese Vorgehensweise nicht erforderlich, da kleine Phasenverschiegungen zwischen der theoretischen Abtastperiode πD und dem tatsächlichen Gleiten des Garns die Aufgabe erfüllen, einen der Integratoren rasch in Phase zu bringen, und somit das mögliche Moir´-Signal zu detektieren.This procedure is not necessary for the Moir´ defect, since small phase shifts between the theoretical sampling period π D and the actual sliding of the yarn fulfill the task of quickly bringing one of the integrators into phase, and thus to detect the possible Moir´ signal .
Was die Geschwindigkeit der Detektion anbelangt, ist, soweit bei diesem System die Probennahmenperioden z. B. 16 sind und der Wert πD z. B. um 0,2 m liegt, zur Detektion des Moir´-Werts die Kontrollprüfung von z. B. 3,2 m (± als Funktion von πD, was sich z. B. im Bereich von 0,1 m bis 0,3 m ändern kann) oder etwa mehr ausreichend, wenn das Signal nicht in Phase ist, während gemäß dem Stand der Technik, bei dem kein digitales Fourier-abgeleitetes Filter verwendet wird, zur Detektion hoher Moir´-Pegel die Analyse von 30 bis 50 m Garn vorgesehen wird (eine Größenordnung mehr als gemäß der Erfindung).As far as the speed of detection is concerned, as far as the sampling periods in this system are e.g. B. 16 and the value π D z. B. is around 0.2 m, to detect the Moir´ value, the control test of e.g. B. 3.2 m (± as a function of π D , which can change, for example, in the range from 0.1 m to 0.3 m) or about more if the signal is not in phase, while according the prior art, in which no digital Fourier-derived filter is used, the analysis of 30 to 50 m of yarn is provided for the detection of high Moir 'levels (an order of magnitude more than in accordance with the invention).
Dieses Merkmal ist für die Erfindung sehr wesentlich, da es einen theoretischen Wirkungsgrad der Anlage mit sich bringt, der besser als derjenige ist, der durch die bekannten Erfassungseinrichtungen erzielt werden kann.This feature is very important for the invention, since it has a theoretical plant efficiency brings himself who is better than the one who goes through the known detection devices can be achieved can.
Der Unterschied besteht darin: Erfindungsgemäß werden nach einem Moir´-bedingten Anhalten lediglich einige Meter Garn auf den Konus aufgewunden, der während des Normalbetriebs der automatischen Rotorreinigung ohne irgendwelche Wartungsarbeiten durch den Operator entfernt werden kann.The difference is: Be according to the invention after a moir-related stopping only a few Meters of yarn wound on the cone, which during the Normal operation of the automatic rotor cleaning without any maintenance work removed by the operator can be.
Nach dem Anhalten durch die bekannten Erfassungseinrichtungen ist eine auf dem Konus aufgewickelte Garnmenge vorhanden, die 30 bis 100 m sein kann, und die nicht automatisch, sondern lediglich durch den Operator, entfernt werden kann.After stopping by the known detection devices is a quantity of yarn wound on the cone present, which can be 30 to 100 m, and the not automatically, but only by the operator, can be removed.
Sämtliche Arten von Defekten, die nicht automatisch behoben werden können, führen dadurch, daß die Wartungsarbeiten durch den Operator vermehrt werden, zu einer Reduktion der Anzahl der Webköpfe pro Operator oder in jedem Fall zu einer geringeren Produktivität pro Operatorwartung.All kinds of defects that are not automatic can be remedied by the fact that the Maintenance work can be increased by the operator a reduction in the number of weaving heads per operator or in any case to lower productivity per operator maintenance.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung setzt sich eine Einheit 10, die die Feststellung einer Unregelmäßigkeit in der Form eine %-Variations-Koeffizienten (%VC) liefert, aus Schaltungsblöcken zusammen, wie sie in Fig. 10 veranschaulicht sind.According to another feature of the invention, a unit 10 that provides the detection of an irregularity in the form of a% variation coefficient (% VC) is composed of circuit blocks as illustrated in FIG. 10.
Ein Zähler 127, der die eingegebenen Werte auf die zweite Potenz anhebt, empfängt zwei Signale, von denen eines durch die Werte der Abweichungen vom mittleren Durchmesser gebildet ist, die vom Subtrahier- Verknüpfungsglied 60 über die Verbindungsleitung 90 kommen, und das andere, das subtrahiert wird, durch den Mittelwert der Werte derselben Abweichungen gebildet ist, die durch die Einheit 15 zur automatischen Korrektur der Null berechnet, über die Verbindungsleitung 40 empfangen und durch den Operator 128 mal mit dem Reduktionsfaktor 2/√ multipliziert worden sind.A counter 127 , which raises the input values to the second power, receives two signals, one of which is formed by the values of the deviations from the mean diameter which come from the subtractor 60 via the connecting line 90 and the other which subtracts is formed by the mean of the values of the same deviations, which are calculated by the unit 15 for automatically correcting the zero, received via the connecting line 40 and multiplied 128 times by the operator by the reduction factor 2 / √.
Die Operation der Summenbildung wird auf eine Anzahl von Probennahmen entsprechend 150 m Garn ausgedehnt, wonach das Ergebnis vom Zähler 127 durch den Komparator 130 mit einem Maximalpegel-Grenzwert des akzeptablen Koeffizienten %VC verglichen wird, woraufhin vom Komparator 130 nach Überschreiten des Grenzwerts ein Stoppsignal aufgrund des Überschreitens von %VC ausgegeben wird, das der Leitelektronik 10 der Webeinheit über die Verbindungsleitung 55 übermittelt wird, während der Ausgangswert längs der Verbindungsleitung 54 zur Haupteinheit 9, mittels der Interfaceeinheit zur seriellen Leitung 8 abgegeben wird.The operation of summing is extended to a number of samples corresponding to 150 m of yarn, after which the result from the counter 127 is compared by the comparator 130 with a maximum level limit value of the acceptable coefficient% VC, whereupon the comparator 130 stops after the limit value has been exceeded of exceeding% VC is output, which is transmitted to the control electronics 10 of the weaving unit via the connection line 55 , while the output value is output along the connection line 54 to the main unit 9 , via the interface unit to the serial line 8 .
Was die zuvor beschriebenen Operationen anbelangt, ist der durch das veranschaulichte Diagramm ausgewählte Algorithmus der theroretische: entsprechend der Berechnung der mittleren Standardabweichung.As for the operations described above, the algorithm chosen by the illustrated diagram is the theoretical: according to the calculation of the mean standard deviation.
Im Zähler 127 wird zu jeder Abtastung bzw. Probennahme der Wert der auf die zweite Potenz angehobenen Abweichung für eine Gesamtabtastung entsprechend 150 m addiert.The counter 127 adds the value of the deviation raised to the second power for a total scan corresponding to 150 m to each scan or sampling.
Schließlich ist ein Gesamtwert verfügbar, aus dem die Quadratwurzel nicht gezogen wird, da die Berechnung der zweiten Potenz des Grenzwerts 129, multipliziert mit der Anzahl der Probennahmen äquivalent und weniger beschwerlich ist, um die beiden Zahlen miteinander vergleichbar zu machen.Finally, a total value is available from which the square root is not taken because the calculation of the second power of the limit value 129 multiplied by the number of samples is equivalent and less cumbersome to make the two numbers comparable.
In der Haupteinheit hingegen, die große Rechenkapazitäten besitzt, werden die Daten normiert und die Quadratwurzel wird gezogen, um die theoretischen Daten in Prozent des Variationskoeffizienten (%VC) anzuzeigen und die Mittelwerte der gesamten Produktion auszuführen. In the main unit, however, the large computing capacity owns, the data are standardized and the Square root is drawn to the theoretical data in percent of the coefficient of variation (% VC) and run the averages of total production.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung gestattet die Schaltung, die einen Bruchteil gleich 2/√ des Werts der mittleren Abweichung über eine bestimmte Länge ist, die durch die Einheit 15 zur automatischen Null-Korrektur verarbeitet wird, eine präzisere Berechnung von %VC.According to a feature of the invention, the circuit, which is a fraction equal to 2 / √ of the mean deviation value over a certain length, which is processed by the automatic zero correction unit 15 , allows a more precise calculation of% VC.
Während des Betriebs der Erfassungseinrichtung können die Werte der Meßinstrumente durch einen kleinen Fehler aufgrund der Verschmutzung, der thermischen Drift etc. beeinträchtigt sein, der bei jeder bestimmten Garnlänge durch die Schaltung zum Verfolgen bzw. Nachsteuern des mittleren Durchmessers durch die Korrektur der Emission wiedergewonnen wird.During the operation of the detection device the values of the measuring instruments by a small error due to pollution, thermal drift etc. be affected at any given length of yarn through the circuit to track or readjust the medium diameter by correcting the emission is recovered.
Der Fehler kann die Berechnung des %VC-Koeffizienten verzerren. Die obige zusätzliche Schaltung eliminiert diesen Fehler genau unter der Hypothese, daß die Null-Versetzung mit der Zeit linear ist, während der multiplizierende Faktor 2/√ die integrierten Werte des Mittelwerts der Abweichungen mit dem Mittelwert der Quadrate der Abweichungen gemäß einer offensichtlichen mathematischen Beziehung (deren Rechtfertigung fortgelassen wird) homogen macht, wobei von dem Mittelwert der Quadrate der Abweichungen die integrierten Werte nach einem vorläufigen Anheben auf die zweite Potenz subtrahiert werden.The error can be the calculation of the% VC coefficient distort. The above additional circuit is eliminated this error exactly under the hypothesis that the Zero offset is linear with time during the multiplying factor 2 / √ the integrated values of the Mean of the deviations with the mean of the Squares of the deviations according to an obvious mathematical relationship (their justification is omitted) makes homogeneous, taking from the mean the squares of the deviations the integrated values after a preliminary increase to the second power be subtracted.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Spektrogramm-Verarbeitungseinheit 14 gemäß dem Schaltungsfunktionsdiagramm von Fig. 11 ausgestattet.According to a further feature of the invention, the spectrogram processing unit 14 is equipped in accordance with the circuit function diagram of FIG. 11.
Zwei Integrator-Zähler 111 und 112 empfangen als Eingangssignal die abgetasteten Werte der Abweichungen vom Mittelwert, die vom Subtrahier-Verknüpfungsglied 60 längs der Verbindungsleitung 90 gemäß einer Sequenz kommen, die durch die vier Gatter 113, 113′, 114 und 114′ sichergestellt ist, von denen jeweils eines und nacheinander durch die Zuordnungsrichtung 115 freigegeben ist, während ein Operator 116 das Vorzeichen des Signals ändert, das in die beiden Gatter 113 bzw. 113′ eintritt, so daß entsprechend den obigen Gattern der obige der abgetasteten Werte vom Inhalt der Zähler subtrahiert wird.Two integrator counters 111 and 112 receive as input the sampled values of the deviations from the mean, which come from the subtractor 60 along the connecting line 90 according to a sequence which is ensured by the four gates 113, 113 ′, 114 and 114 ′ , one of which is released one after the other by the assignment direction 115 , while an operator 116 changes the sign of the signal which enters the two gates 113 and 113 ' , so that according to the above gates the above of the sampled values from the content of the counter is subtracted.
Am Ende einer geeigneten Sequenz der Operationen wird das Ausgangssignal von den Zählern 111 und 112 zu zwei Dividierern 117 ausgegeben, die das Signal durch Division des Ergebnisses durch die Anzahl der erreichten Abtastungen und durch den Faktor 0,45 auf denselben Maßstab wie die abgestasteten Werte der Abweichungen normieren, so daß zwei Werte erhalten werden, die im Sinus und im Cosinus den beiden Fourier-Koeffizienten gleich sind.At the end of a suitable sequence of operations, the output signal from counters 111 and 112 is output to two dividers 117 , which divide the signal by dividing the result by the number of samples achieved and by a factor of 0.45 on the same scale as the sampled values of Normalize deviations so that two values are obtained which are equal to the two Fourier coefficients in sine and cosine.
Die Ausgangssignale der Werte werden dann als Eingangssignale in zwei Operatoren 118 eingegeben, die sie quadrieren, und die jeweiligen Ausgangssignale werden im Addier-Verknüpfungsglied 119 addiert, von dem dann das Quadrat des Amplitudenwerts der beiden Koeffizientenergebnisse erhältlich ist.The outputs of the values are then input as inputs to two operators 118 which they square, and the respective outputs are added in adder 119 , from which then the square of the amplitude value of the two coefficient results can be obtained.
Der quadrierte Amplitudenwert wird über die Verbindungsleitung 54 und das Interface 8 zur Haupteinheit 9 übermittelt und weiter mittels des Komparator- Verknüpfungsglieds 120 mit einem Schwellenwert 121 verglichen, der den Grenzwert einer periodischen Irregularität darstellt, jenseits von dem die Schaltung ein Stoppsignal über die Verbindungsleitung 55 erzeugt. The squared amplitude value is transmitted via the connecting line 54 and the interface 8 to the main unit 9 and is further compared by means of the comparator logic element 120 with a threshold value 121 , which represents the limit value of a periodic irregularity beyond which the circuit generates a stop signal via the connecting line 55 .
Die Erläuterung der Operation als Spektrumdetektor der in Fig. 11 gezeigten offenbarten Schaltung und die Rechtfertigung des durch eine so einfache Einrichtung erzielten Näherungsgrades setzt einige Vereinfachungen und Hypothesen voraus, die charakteristische Merkmale des gefundenen Systems sind.The explanation of the operation as a spectrum detector of the disclosed circuit shown in FIG. 11 and the justification for the degree of approximation achieved by such a simple arrangement presupposes some simplifications and hypotheses which are characteristic features of the system found.
Die erste Vereinfachung besteht darin, das hypothetisch angenommen wird, daß der harmonische Inhalt über die gesamte Prüfung des Garns konstant ist, so daß eine sequentielle Durchführung der Analyse mit einer Frequenz, d. h. einer Wellenlänge, gleichzeitig möglich ist.The first simplification is hypothetical it is assumed that the harmonic content over the total inspection of the yarn is constant, so that a sequential execution of the analysis with a Frequency, d. H. one wavelength, possible at the same time is.
Diese Näherung, selbst wenn sie von einem wissenschaftlichen Standpunkt her nicht exakt ist, ist gut annehmbar, um die Qualität des Garns festzulegen. Es ist in der Tat nicht gesagt, daß ein gemäß augenblicklich gültigen Standards gebildetes perfektes Spektrogramm durch parallele Prüfung des harmonischen Inhalts einer einzigen Abtastung von 150 m Garn die Qualität einer großen Garn-Charge besser anzeigt als das Spektrogramm gemäß der Erfindung, das für jede Wellenlänge einen Bezug auf festgelegte Garnlängen hat, aber über die Konuslänge fortgesetzt wiederholt werden kann. Es ist dabei weiter möglich, die Ergebnisse mit einer Enddarstellung zu mitteln, die besser als die des Standards ist.This approximation, even if it's from a scientific Viewpoint is not exact, is good acceptable to determine the quality of the yarn. It is in fact not said to be an instantaneous perfect spectrogram by checking the harmonic content in parallel the quality of a single scan of 150 m of yarn of a large batch of yarn better than that Spectrogram according to the invention, for each wavelength has a reference to fixed yarn lengths, but can be repeated over the length of the cone. It is also possible to use a Final presentation to be averaged better than that of the Standards is.
Eine zweite Vereinfachung besteht darin, daß die zu prüfenden Wellenlängen nicht gemäß einer homogenen Verteilung und mit konstanten Abständen auf logarithmischer Skala, sondern gemäß Mehrfachen der Abtastzeitperioden mit den Ergebnissen einer nicht konstanten Verteilung des Empfindlichkeitsgrads auf einer und der anderen Wellenlänge bestimmt werden.A second simplification is that the to testing wavelengths not according to a homogeneous Distribution and at constant intervals logarithmic scale, but according to multiples of the Sampling periods with the results of a not constant distribution of the degree of sensitivity one and the other wavelength can be determined.
Für die unter dieser Annahme bewirkte Näherung gilt, was auch für die vorhergehenden festgestellt worden ist.For the approximation achieved under this assumption, which has also been noted for the previous ones is.
Indem angenommen wird, was zur Diskretisierung der Formeln zur Berechnung der Fourier-Koeffizienten für die %VC-Berechnung festgestellt worden ist, ist das Spektrogramm über die Offenbarung in Fig. 8 hinaus verbessert worden.Assuming what has been found to discretize the formulas for computing the Fourier coefficients for the% VC calculation, the spectrogram has been improved beyond the disclosure in FIG. 8.
Im Fall eines Spektrums muß die Amplitudengröße in der Tat erstellt werden, da die Phase der Unregelmäßigkeiten in bezug auf die Filterphase nicht bekannt ist, so daß eine Berechnung der Fourier-a λ 's und der -b λ 's erforderlich ist, um den Amplitudenwert abzuleiten von: Indem das Digitalfilter von Fig. 8 verwendet wird, ist die Funktion "r" in der Gegenwart einer konstanten Amplitudengröße als Funktion der Phase variabel, selbst wenn um wenig.Indeed, in the case of a spectrum, the amplitude magnitude has to be established since the phase of the irregularities with respect to the filter phase is not known, so that a calculation of the Fourier a λ 's and the - b λ ' s is required to obtain the Derive amplitude value from: Using the digital filter of Fig. 8, the function "r" is variable as a function of phase in the presence of a constant amplitude magnitude, even if by little.
Das in Fig. 11 gezeigte Filter hingegen erreicht durch Ausführung der Summenbildung in den beiden Zählern 111 und 112 unter Berücksichtigung des Vorzeichenverlaufs, wie durch die stufenartige Linie 122 und 123 in Fig. 12 dargestellt ist, das Ergebnis, daß eine konstante Funktion r mit sich ändernder Signalphase und exakt gleich dem aktuellen Amplitudenwert des untersuchten Signals erzielt wird. The filter shown in FIG. 11, on the other hand, achieves the result that a constant function r is involved by carrying out the summation in the two counters 111 and 112 , taking into account the sign curve, as shown by the step-like line 122 and 123 in FIG changing signal phase and exactly the same as the current amplitude value of the signal under investigation.
In diesem Filter ist die Wellenlänge λ gleich 4·Z·m, wobei Z die Anzahl der Probennahmen bzw. Abtastungen pro Phase und m die Länge entsprechend einer Abtastung ist.In this filter the wavelength λ is equal to 4 · Z · m, where Z is the number of samples or samples per phase and m is the length corresponding to one sample.
Die Wellenlängen λ des Filters werden erhalten, indem zu Z Werte gegeben werden, die entsprechend einer solchen Tabelle erhöht werden, um beispielsweise 64 Z-Werte zu erhalten, wobei die Wellenlängen im Bereich von 4 cm bis 64 m liegen.The wavelengths λ of the filter are obtained by adding values to Z which are increased in accordance with such a table, for example to obtain 64 Z values, the wavelengths being in the range from 4 cm to 64 m.
Gemäß einem nicht einschränkenden Merkmal der Erfindung gestattet eine spezielle Auswahl des Wertes der LängeAccording to a non-limiting feature of the invention allows a special selection of the value of the length
m = 2,5 mm m = 2.5 mm
die numerische Koinzidenz der Werte von Z, der Anzahl von Abtastungen pro Phase, mit der Wellenlänge in cm des verknüpften Filters zu erhalten.obtain the numerical coincidence of the values of Z , the number of samples per phase, with the wavelength in cm of the linked filter.
Die Formeln zur Berechnung der Koeffizienten nehmen die Form an: The formulas for calculating the coefficients take the form:
Zur Auswahl von n gilt die Gesetzmäßigkeit, daß sich die Selektivität mit zunehmendem n erhöht; n kann jedoch nicht bis zu einer bestimmten Grenze erhöht werden, da die Sequenz der Wellenlängen λ diskret ist und nicht dem Sammeln eines Signals entsprechen würde, wenn die tatsächliche Wellenlänge des Defekts zwischen zwei tabellenmäßig erfaßten Wellenlängen liegt.For the selection of n the law applies that the selectivity increases with increasing n ; However, n cannot be increased to a certain limit since the sequence of wavelengths λ is discrete and would not correspond to the collection of a signal if the actual wavelength of the defect lies between two tabulated wavelengths.
Für die praktischen Anforderungen der Textilindustrie sollte n in der Nähe von 8 (z. B. 6-10) ausgesucht werden.For the practical requirements of the textile industry, n near 8 (e.g. 6-10) should be selected.
Der Normierungsfaktor setzt sich aus einem Faktor 2,22 zusammen, dessen Reziprokwert 0,45 ist, was das Verhältnis der Fläche 124 zur Fläche 125 in Fig. 12 ist, und aus der Gesamtzahl der Abtastungen 4·nZ.The normalization factor is composed of a factor 2.22, the reciprocal of which is 0.45, which is the ratio of area 124 to area 125 in FIG. 12, and the total number of samples 4 · nZ .
Die Rechtfertigung hierfür ist fortgelassen, da sie aufgrund der Tatsache elementar ist, daß dieser Normierungsfaktor ein Erhalten der Fourier- Koeffizienten im selben Maßstab wie der abgetasteten Werte der Abweichungen gestattet.The justification for this is omitted since it is elementary due to the fact that this Normalization factor a getting the Fourier Coefficients on the same scale as the sampled values of deviations allowed.
Ein letztes Merkmal der Erfindung ist durch die Vorrichtung für den maximalen Grenzwert des Fourier-Amplitudenwerts gebildet, wie sie im Diagramm der Fig. 11 ausgeführt ist und eine Alternative zum Abfangen oder Unterbrechen vom Moir´-Defekten in bezug auf das Diagramm der Einheiten 12 gestattet, die zum Anhalten von Moir´-Defekten mit einer bestimmten Intensität während der Verarbeitung des Spektrogramms nützlich ist, wobei in diesem Fall eine Parallelverarbeitung auch der speziellen Einheiten zur Feststellung von Moir´-Defekten 12 nicht möglich ist. A final feature of the invention is the device for the maximum limit of the Fourier amplitude value, as embodied in the diagram of FIG. 11, and an alternative to intercepting or interrupting the Moir´ defects with respect to the diagram of the units 12 , which is useful for stopping Moir 'defects with a certain intensity during the processing of the spectrogram, in which case parallel processing of the special units for determining Moir' defects 12 is also not possible.
Die Erfindung läßt sich folgendermaßen zusammenfassen:The invention can be summarized as follows:
Sie betrifft eine optische Erfassungseinrichtung für Fadenverdickungen, die besonders für das Offen-End- Vefahren geeignet ist und einen speziellen optischen Kopf für die Messung des Garndurchmessers aufweist, dessen Analogsignal von Störungen aufgrund von Umgebungslicht gesäubert wird, durch eine Grundkompensations- und Normiereinheit normiert und dann digitalisiert wird, wobei die Einrichtung mit einer Detektoreinheit zur Feststellung der Moir´-Defekte, mit einer Detektoreinheit zur Feststellung der %VC- Unregelmäßigkeiten und einer Einheit zur Spektrogrammverarbeitung versehen ist. Die Erfassungseinrichtung für Fadenverdickungen ist auch mit einer Einrichtung zur Kompensation von Verschmutzung, thermischen Driften und des Alterns des Kopfes ausgestattet.It relates to an optical detection device for Thread thickening, especially for the open-end Method is suitable and a special optical Head for measuring the yarn diameter, whose analog signal from interference due to Ambient light is cleaned by a basic compensation and standardized unit and then digitized being, the device with a detector unit to determine the Moir´ defects, with a detector unit to determine the% VC- Irregularities and a unit for spectrogram processing is provided. The detection device for thread thickening is also with a device for compensation of pollution, thermal drifts and aging of the head.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| DE3635267C2 DE3635267C2 (en) | 1990-03-22 |
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Family Applications (1)
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